模块化多电平换流技术及其应用专题特约主编寄语（特约主编：徐殿国教授；李彬彬副教授）
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伴随着可再生能源发电、电力牵引、变频传动以及智能电网等领域的快速发展，电力电子装备的电压与容量等级与日俱增。模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter, MMC）因其模块化结构、低谐波输出、采用低压器件等优势，特别适于高效率、高压大容量的电能变换。自2002年德国联邦国防大学R. Marquardt等人首次提出MMC结构以来，模块化多电平换流技术已衍生出了一系列新型拓扑及控制方法，是当下电力电子技术的研究热点之一。
近几年来，国内高校、科研院所及企业单位对模块化多电平换流技术进行了深入的研究，取得了许多成果，为进一步加强学术交流，促进我国模块化多电平换流技术的发展，《电工技术学报》推出“模块化多电平换流技术及其应用”专题。本次专题征文共接收稿件45篇，经过评审选取了16篇有代表性的论文，介绍了模块化多电平换流器的一些关键技术及其在不同领域的应用。
论文《模块化多电平换流器单传感器电容电压平衡控制策略》针对高压直流输电系统中MMC传感器数量较多的问题，提出一种单传感器电容电压平衡控制策略，每个桥臂仅配置一个电压传感器，利用桥臂电流的充放电方向对各个子模块电容电压进行实时预测校正，实现电容电压平衡。
论文《基于LCC和双钳位MMC混联高压直流输电的试验研究》针对LCC和MMC混联拓扑结构进行了机理分析与试验，研究结果表明，这种混联高压直流输电可快速清除直流短路电流，对瞬时性故障还可快速恢复供电。
论文《基于RTDS的模块化多电平换流器闭锁状态仿真建模方法》提出一种适用于RTDS的MMC闭锁状态的仿真建模方法，在RTDS不能插值和改变仿真步长的情况下，提高了模型的计算精度和数值稳定性。
论文《基于桥臂能量预测的模块化多电平换流器子模块故障优化容错控制策略》针对MMC子模块故障后桥臂不对称状态下的稳定运行问题，提出一种基于桥臂能量预测的MMC子模块故障容错控制策略，该策略同样适用于正常运行状态，简化了系统控制的复杂度。
论文《模块化多电平换流器子模块故障特性分析与解耦控制策略》对MMC子模块故障时桥臂的不对称运行特性进行分析，揭示了桥臂电流和交流电流间的耦合特性，并通过建立不同频率下电流解耦控制模型，提出具有故障容错能力的桥臂电流解耦控制策略。
论文《网压不平衡下环流注入对模块化多电平换流器的影响分析》详细分析网压不平衡工况下，MMC注入环流对桥臂电流和子模块电容电压波动的影响，提出一种可实现桥臂电流峰值限定及子模块电容电压波动限幅的环流控制方法，保证MMC的安全稳定运行。
论文《输入串联输出并联双有源全桥DC-DC变换器多模块优化功率平衡控制方法》针对输入串联输出并联双有源桥DC-DC变换器，提出一种基于三重相移的多模块优化功率平衡控制方法，将电流应力优化与功率控制结合，实现了变换器效率与动态性能的提高。
论文《基于模块化多电平变流器的统一电能质量调节器工程实验装置研究》针对MMC型统一电能质量调节（UPQC）技术应用，研究并分析了其工作原理和关键参数设计，分别从UPQC并联侧和串联侧MMC的电能质量补偿功能提出相应的控制策略，通过工业样机的实验结果证明，MMC型UPQC可实现多种电能质量的综合补偿。
论文《应用于模块化多电平变频器的电容电压脉动抑制技术综述》对变频传动场合的MMC电容电压波动抑制方案进行了较为全面的梳理，将波动抑制方法归纳为高频注入法、功率通道转移和变运行模式三类，并对高频注入法等部分方案进行了详细的优劣对比，对不同工程应用场合下波动抑制方案的选取进行了比较和判断。
论文《改进型模块化多电平高压变频器及其控制方法》针对MMC高压变频应用，研究了一种直流侧串联开关的改进型MMC拓扑结构，提出了系统的控制策略和子模块电容选型方法，实验结果表明，该拓扑可有效抑制子模块电容电压波动，实现串联开关的零电流关断及电机的变频调速。
论文《一种基于改进模块化多电平换流器的中压风电系统及其控制方法》针对中压风电系统中MMC低频运行时子模块电容电压波动抑制问题，提出一种改进型拓扑结构，利用两路串联LC电路在MMC的上下桥臂间构建高频能量通道，实现在不引入共模电压情况下的电容电压波动抑制。
论文《模块化多电平变流器型中压直流牵引供电系统控制方法研究》针对MMC型中压直流牵引供电系统的运行控制问题，提出一种多牵引变电站并联运行协调控制方法，有效地抑制了牵引网直流电压的波动，提高了牵引网直流电压，保证了系统的安全稳定运行。
论文《基于模块化多电平换流器的电动汽车集群与智能电网集成系统参数优化设计》针对MMC电动汽车储能系统应用，从参数优化设计层面，提出一种基于MMC的电动汽车集成系统多目标功率管理策略，确保系统的安全与高效性。
论文《基于模块化多电平直流变换器的储能系统分布式能量均衡控制策略》针对级联式储能系统中储能模组间能量均衡问题，对各子模块采用独立闭环控制，并将下垂控制思想以及超级电容荷电状态引入到电流闭环中，实现子模块的能量自动分布调整。
论文《基于残差变化率的单相级联H桥整流器IGBT开路故障诊断》针对单相级联H桥整流器IGBT开路故障的实时诊断问题，提出一种基于网侧电流残差变化率的诊断方法，能够不增加额外的硬件设备而实现级联H桥模块的单个或双IGBT开路故障的有效诊断。
论文《三相线电压级联VIENNA变换器调制及直流侧电压控制》针对H桥级联多电平变换器存在的开关管及直流电容数量多、控制复杂等问题，提出一种三相线电压级联VIENNA变换器拓扑，研究结果表明，该拓扑可大幅降低开关管电压应力，具有较高的功率因数和较低的THD，能够保持各模块直流输出电压的均衡性。
专题稿件来自国内模块化多电平技术领域的知名高校和科研院所。承蒙各位作者、审稿专家和《电工技术学报》编辑部等方面的大力支持，本专题得以顺利完成。期望专题文章的出版能对广大研究人员和工程技术人员有所启发和帮助。由于专题的容量限制，只介绍了国内部分模块化多电平技术的研究成果和代表性工作，敬请谅解。最后，衷心地感谢各位作者、审稿专家和编辑部的辛勤工作。
特约主编：徐殿国教授；李彬彬副教授
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