CN106911133A - 一种基于mmc的分布式潮流控制器拓扑及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种基于MMC的分布式潮流控制器拓扑及控制方法，拓扑包括一个由并联侧基于MMC的三相变流器与并联侧单相变流器组成的并联侧变流器，以及由多组结构相同的串联侧单相变流器构成的串联侧变流器，并联侧基于MMC的三相变流器交流侧经变压器与交流电网相连接；并联侧单相变流器的直流侧与并联侧基于MMC的三相变流器耦合；多组串联侧单相变流器分布化布置于输电线路中。控制方法采取并联侧系统层、并联侧变流器层与并联侧阀控层对并联侧变流器进行分层控制；采取串联侧系统层、串联侧变流器层与串联侧阀控层对串联侧变流器进行分层控制。本发明高度模块化，便于扩容，适应各种电压等级，不平衡运行、故障穿越与恢复能力均优于传统拓扑结构。

Description

一种基于MMC的分布式潮流控制器拓扑及控制方法

技术领域

本发明涉及柔性交流输电系统(Flexible Alternative Current TransmissionSystems,FACTS)领域，具体涉及一种基于MMC的分布式潮流控制器拓扑及控制方法。

背景技术

随着电网负荷的不断增长和电网规模不断扩大，过去对电网供电可靠性的要求逐渐上升到对电能质量的要求，电网系统运行特性日益复杂，势必增加对提高电网控制可靠度的需求。电力网络在不断被重构被扩大，FACTS装置的生产周期要比安装一条新的输电线路短的多，在提升现有输电通道传输能力的前提下，兼顾工程经济性与未来电网运行可靠性，FACTS技术更具有吸引力。就电网灵活性考虑，单一装置就地控制的控制半径有限，且一旦发生故障，轻则装置停运，重则破坏电网原有稳定。因此，采用通信手段的分布式潮流控制器(Distributed Power Flow Controller，DPFC)应运而生。

DPFC概念自荷兰代尔夫特理工大学的Zhihui YUAN博士首次提出并在Matlab/Simulink平台验证其原理的正确性以来。国内武汉理工大学相关团队对DPFC有了更深入的研究，但均处于理论研究与实验仿真阶段。在DPFC所要面对的高压场合，传统的变流器拓扑普遍很难兼顾高功率换流器承受的高电压与高输出性能这两点要求。为实现DPFC工程化应用，势必寻求一种令DPFC更加适用于较高应用电压等级场合的拓扑结构及其控制方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对传统变流器拓扑结构存在的上述不足，提供一种基于MMC的分布式潮流控制器拓扑及控制方法，结构高度模块化，便于系统扩容，灵活适应各种电压等级，应对不平衡运行的能力、故障穿越与恢复能力均优于采用传统拓扑结构的分布式潮流控制器。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种基于MMC的分布式潮流控制器拓扑，包括一个由并联侧基于MMC的三相变流器与并联侧单相变流器组成的并联侧变流器，以及由多组结构相同的串联侧单相变流器构成的串联侧变流器；

并联侧基于MMC的三相变流器交流侧经变压器T_sh与交流电网相连接，其间设有启动电阻R₀，用以抑制变流器在启动时的冲击电流；并联侧基于MMC的三相变流器的三相各桥臂电路均由n个子模块串接后与桥臂电抗器L_sh串联而成，其中子模块均采用半桥结构；并联侧单相变流器采用传统DC/AC电路拓扑，并联侧单相变流器的交流侧通过单相变压器与交流电网中Y-△变压器T_s的Y侧中性点接地线路串联耦合，并联侧单相变流器的直流侧与并联侧基于MMC的三相变流器耦合，并联侧单相变流器输出满足需求的3次谐波电流，经Y-△变压器T_s的Y侧中性点注入并均匀分布到输电线路；

多组串联侧单相变流器分布化布置于输电线路中，每组串联侧单相变流器均由结构相同的3个单相变流器分别经单相变压器T_se1、T_se2、T_se3串联耦合于A、B、C三相线路上，吸收并联侧变流器输出的3次谐波有功功率维持自身电容电压恒定，同时发出基频功率P_se1调节线路潮流，且有P_se1＝P_se3，其中P_se3为串联侧变流器吸收的有功功率，P_se3与串联侧变流器电容值U_sedc以及串联侧变流器电容电压值C_se关系表示如下：

式中，I_se,dc为串联侧变流器直流电容电流。

本发明还提供了一种上述基于MMC的分布式潮流控制器拓扑的控制方法，包括如下步骤：

S1、并联侧变流器的分层控制，具体采取并联侧系统层、并联侧变流器层与并联侧阀控层对并联侧变流器进行分层控制：并联侧系统层接收来自调度中心的指令信号，处理得到对应的参考值输入到并联侧变流器层，并联侧变流器层得到输出电压参考值输出至并联侧阀控层，并联侧阀控层经最近电平逼近调制产生开关管通断信号，最终实现对交流母线的无功调节、直流侧电压恒定以及生成3次谐波提供能量通道；

S2、串联侧变流器的分层控制，具体采取串联侧系统层、串联侧变流器层与串联侧阀控层控对串联侧变流器进行分层控制：串联侧系统层接收来自调度中心的指令信号，处理得到控制参数输入到串联侧变流器层，串联侧变流器层分别得到串联侧变流器输出基频电压参考值与接收3次谐波调制波，基频电压参考波与3次谐波调制波进行叠加形成串联侧变流器的串联侧阀控层中PWM调制的调制波。

按上述方案，所述步骤S1并联侧变流器的分层控制具体实施步骤如下：

S11、并联侧系统层处理来自调度中心的信号，向并联侧变流器层提供控制参数，包括：并联侧直流母线电压指令值U_dc-ref，并联侧向系统补偿无功功率指令值Q_sh-ref，满足要求的3次谐波电流参数中的幅值I_sh3-ref、相位θ_sh3、频率150Hz；

S12、并联侧变流器层接收来自并联侧系统层的控制参数，包括直流母线电压指令值U_dc-ref、并联侧向系统补偿无功功率指令值Q_sh-ref，以及自身检测到的实际值，包括直流母线电压实际值U_dc、并联侧向系统补偿无功功率实际值Q_sh、并联侧三相变流器交流侧实际值i_sh，并联侧变流器层中的电压外环控制模块与电流内环控制模块组成双环解耦控制模块，将控制参数和采集到的实际值一起输入所述双环解耦控制模块中，生成并联侧变流器基于MMC的三相变流器交流输出电压参考波u_sh-ref；另外，3次谐波电流参数中的幅值I_sh3-ref、相位θ_sh3、频率150Hz通过并联侧变流器层中的3次谐波电流指令值生成器形成标准的3次谐波电流指令值i_sh3ref(正弦波)；

S13、并联侧阀控层根据并联侧变流器层输入的三相变流器交流输出电压参考波u_sh-ref，又有：

表明对并联侧基于MMC的三相变流器交流侧的控制等效为对三相变流器上桥臂端口电压之和u_up与下桥臂端口电压之和u_down的控制；

为抑制环流对三相变流器上、下桥臂的影响，再减去环流经Park变换与dq解耦控制生成的环流压降u_cir，进而得到三相变流器每相上、下桥臂电压参考值如下式所示：

分别除以子模块电压参考值取整后得出上、下桥臂子模块投入数量，每当上、下桥臂子模块投入数量发生了变化即触发排序程序对上、下桥臂子模块电压值进行排序，最后根据测量的桥臂电流方向，选择子模块投入，当桥臂电流方向为正(桥臂电流大于零)时，排序后电容电压最低的子模块投入吸收功率，电容开始充电，以此构成桥臂所需的电平输出，当桥臂电流方向为负(桥臂电流小于零)时，排序后电容电压最高的子模块投入发出功率，电容开始放电，以此构成桥臂所需的电平输出，最终生成逼近正弦波的多电平阶梯波；

另外，并联侧阀控层根据并联侧变流器层输入的3次谐波电流指令值，通过电流滞环比较PWM模块生成并联侧单相变流器的开关管触发信号来控制并联侧单相变流器的开关管通断，进而使并联侧单相变流器输出想要的3次谐波电流，经Y-△变压器T_s的Y侧中性点注入并均匀分布到输电线路，为串联侧提供有功功率以维持串联侧电容电压恒定。

按上述方案，所述步骤S2串联侧变流器的分层控制具体实施步骤如下：

S21、串联侧系统层处理来自调度中心的信号，向串联侧变流器层提供控制参数，包括：串联侧直流电容电压指令值U_sedcref、串联侧向交流系统补偿有功功率指令值P_seref、无功功率指令值Q_seref；

S22、串联侧变流器层经通信信道接收来自串联侧系统层的控制参数，包括串联侧直流电容电压指令值U_sedcref、串联侧向交流系统补偿有功功率指令值P_seref、无功功率指令值Q_seref，以及自身检测到的串联侧直流电容电压实际值U_sedc、串联侧向交流系统补偿有功功率实际值P_se、无功功率实际值Q_se、三次谐波电流实际值i_se3、基频电流实际值i_se1，将串联侧向交流系统补偿有功功率指令值P_seref、无功功率指令值Q_seref、对应的串联侧向交流系统补偿有功功率实际值P_se、无功功率实际值Q_se以及基频电流实际值i_se1输入电压外环控制和电流内环控制模块中经解耦控制与单相Park反变换转换为基频交流电压调制波u_se1ref，同样，将串联侧直流电容电压指令值U_sedcref、串联侧直流电容电压实际值U_sedc与三次谐波电流实际值i_se3输入功率外环控制和电流内环控制模块，经解耦控制与单相Park反变换转换为3次谐波调制波u_se3ref，基频交流电压调制波u_se1ref与3次谐波调制波u_se3ref叠加起来形成统一的调制波，送入串联侧阀控层；

S23、串联侧阀控层根据串联侧变流器层输入的调制波，经PWM调制，生成串联侧变流器开关管通断信号，进而实现串联侧变流器吸收3次谐波有功功率维持其直流电容电压恒定，同时，发出基频功率来调节线路潮流。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明结合MMC的优势，使分布式潮流控制器更易适应日益复杂的电网系统，面对交流输出频率恒定、对电压和功率等级要求极高的有功功率变换场合更具竞争力；基于MMC的分布式潮流控制器，其结构高度模块化，便于系统扩容，灵活适应各种电压等级；

2、采用MMC拓扑的分布式潮流控制器具有更高的可靠性，其应对不平衡运行的能力、故障穿越与恢复能力均优于采用传统拓扑结构的分布式潮流控制器。

附图说明

图1为本发明基于MMC的分布式潮流控制器拓扑的整体结构图；

图2为本发明并联侧变流器详细拓扑结构图；

图3为本发明串联侧变流器详细拓扑结构图；

图4为本发明并联侧变流器分级控制示意图；

图5为本发明串联侧变流器分级控制示意图；

图6是本发明并联侧基于MMC的三相变流器详细分层控制图；

图7是本发明并联侧单相变流器详细分层控制图；

图8是本发明串联侧变流器详细分层控制图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的原理和特征进一步的描述。

如图1所示，本发明实施例所述的基于MMC的分布式潮流控制器拓扑，包括一个由并联侧基于MMC的三相变流器与并联侧单相变流器组成的并联侧变流器，以及由多组结构相同的串联侧单相变流器构成的串联侧变流器。

如图2所示，并联侧基于MMC的三相变流器交流侧经变压器T_sh与交流电网相连接，其间设有启动电阻R₀，用以抑制变流器在启动时的冲击电流；并联侧基于MMC的三相变流器的三相各桥臂电路均由n个子模块串接后与桥臂电抗器L_sh串联而成，其中子模块均采用半桥结构；并联侧单相变流器采用传统DC/AC电路拓扑，并联侧单相变流器的交流侧通过单相变压器与交流电网中Y-△变压器T_s的Y侧中性点接地线路串联耦合，并联侧单相变流器的直流侧与并联侧基于MMC的三相变流器耦合，并联侧单相变流器输出满足需求的3次谐波电流，经Y-△变压器T_s的Y侧中性点注入并均匀分布到输电线路。

如图3所示，多组串联侧单相变流器分布化布置于输电线路中(首端Y-△变压器为Ts，末端Y-△变压器为Tr)，每组串联侧单相变流器均由结构相同的3个单相变流器分别经单相变压器T_se1、T_se2、T_se3串联耦合于A、B、C三相线路上，吸收并联侧变流器输出的3次谐波有功功率维持自身电容电压恒定，同时发出基频功率P_se1调节线路潮流，且有P_se1＝P_se3，其中P_se3为串联侧变流器吸收的有功功率，P_se3与串联侧变流器电容值U_sedc以及串联侧变流器电容电压值C_se关系表示如下：

式中，I_se,dc为串联侧变流器直流电容电流。

本发明基于MMC的分布式潮流控制器拓扑的控制方法，包括如下步骤：

S1、并联侧变流器的分层控制，如图4所示，具体采取并联侧系统层、并联侧变流器层与并联侧阀控层对并联侧变流器进行分层控制：并联侧系统层接收来自调度中心的指令信号，处理得到对应的参考值输入到并联侧变流器层，并联侧变流器层得到输出电压参考值输出至并联侧阀控层，并联侧阀控层经最近电平逼近调制产生开关管通断信号，最终实现对交流母线的无功调节、直流侧电压恒定以及生成3次谐波提供能量通道；并联侧变流器的分层控制具体实施步骤如下：

S11、并联侧系统层处理来自调度中心的信号，向并联侧变流器层(下一控制层)提供控制参数，包括：并联侧直流母线电压指令值U_dc-ref，并联侧向系统补偿无功功率指令值Q_sh-ref，满足要求的3次谐波电流参数中的幅值I_sh3-ref、相位θ_sh3、频率150Hz；

S12、并联侧变流器层接收来自并联侧系统层(上一控制层)的控制参数，包括直流母线电压指令值U_dc-ref、并联侧向系统补偿无功功率指令值Q_sh-ref，以及自身检测到的实际值，包括直流母线电压实际值U_dc、并联侧向系统补偿无功功率实际值Q_sh、并联侧三相变流器交流侧实际值i_sh，并联侧变流器层中的电压外环控制模块与电流内环控制模块组成双环解耦控制模块，将控制参数和采集到的实际值一起输入前述双环解耦控制模块中，生成并联侧变流器基于MMC的三相变流器交流输出电压参考波u_sh-ref，如图6中并联侧基于MMC的三相变流器的并联侧变流器层部分示意图所示；另外，3次谐波电流参数中的幅值I_sh3-ref、相位θ_sh3、频率150Hz通过并联侧变流器层中的3次谐波电流指令值生成器形成标准的3次谐波电流指令值i_sh3ref(正弦波)，如图7中并联侧单相变流器的并联侧变流器层部分示意图所示；

S13、并联侧阀控层根据并联侧变流器层输入的三相变流器交流输出电压参考波u_sh-ref，又有：

表明对并联侧基于MMC的三相变流器交流侧的控制等效为对三相变流器上桥臂端口电压之和u_up与下桥臂端口电压之和u_down的控制；

为抑制环流对三相变流器上、下桥臂的影响，再减去环流经Park变换与dq解耦控制生成的环流压降u_cir，进而得到三相变流器每相上、下桥臂电压参考值如下式所示：

分别除以子模块电压参考值取整后得出上、下桥臂子模块投入数量，每当上、下桥臂子模块投入数量发生了变化即触发排序程序对上、下桥臂子模块电压值进行排序，最后根据测量的桥臂电流方向，选择合适的子模块投入，当桥臂电流方向为正(桥臂电流大于零)时，排序后电容电压最低的子模块投入吸收功率，电容开始充电，以此构成桥臂所需的电平输出，当桥臂电流方向为负(桥臂电流小于零)时，排序后电容电压最高的子模块投入发出功率，电容开始放电，以此构成桥臂所需的电平输出，最终生成逼近正弦波的多电平阶梯波，如图6中并联侧基于MMC的三相变流器的并联侧阀控层部分示意图所示；

另外，并联侧阀控层根据并联侧变流器层输入的3次谐波电流指令值，通过电流滞环比较PWM模块生成并联侧单相变流器的开关管触发信号来控制并联侧单相变流器的开关管通断，进而使并联侧单相变流器输出想要的3次谐波电流，经Y-△变压器T_s的Y侧中性点注入并均匀分布到输电线路，为串联侧提供有功功率以维持串联侧电容电压恒定，如图7中并联侧单相变流器的并联侧阀控层部分示意图所示。

S2、串联侧变流器的分层控制，如图5所示，具体采取串联侧系统层、串联侧变流器层与串联侧阀控层控对串联侧变流器进行分层控制：如图8所示，串联侧系统层接收来自调度中心的指令信号，处理得到控制参数输入到串联侧变流器层，串联侧变流器层分别得到串联侧变流器输出基频电压参考值与接收3次谐波调制波，基频电压参考波与3次谐波调制波进行叠加形成串联侧变流器的串联侧阀控层中PWM调制的调制波；串联侧变流器的分层控制具体实施步骤如下：

S21、串联侧系统层处理来自调度中心的信号，向串联侧变流器层(下一控制层)提供控制参数，包括：串联侧直流电容电压指令值U_sedcref、串联侧向交流系统补偿有功功率指令值P_seref、无功功率指令值Q_seref；

S22、串联侧变流器层经通信信道接收来自串联侧系统层(上一控制层)的控制参数，包括串联侧直流电容电压指令值U_sedcref、串联侧向交流系统补偿有功功率指令值P_seref、无功功率指令值Q_seref，以及自身检测到的串联侧直流电容电压实际值U_sedc、串联侧向交流系统补偿有功功率实际值P_se、无功功率实际值Q_se、三次谐波电流实际值i_se3、基频电流实际值i_se1，将串联侧向交流系统补偿有功功率指令值P_seref、无功功率指令值Q_seref、对应的串联侧向交流系统补偿有功功率实际值P_se、无功功率实际值Q_se以及基频电流实际值i_se1输入电压外环控制和电流内环控制模块中经解耦控制与单相Park反变换转换为基频交流电压调制波u_se1ref，同样，将串联侧直流电容电压指令值U_sedcref、串联侧直流电容电压实际值U_sedc与三次谐波电流实际值i_se3输入功率外环控制和电流内环控制模块，经解耦控制与单相Park反变换转换为3次谐波调制波u_se3ref，基频交流电压调制波u_se1ref与3次谐波调制波u_se3ref叠加起来形成统一的调制波，送入串联侧阀控层，如图8中串联侧变流器的串联侧变流器层部分示意图所示；

S23、串联侧阀控层根据串联侧变流器层输入的调制波，经PWM调制，生成串联侧变流器开关管通断信号，进而实现串联侧变流器吸收3次谐波有功功率维持其直流电容电压恒定，同时，发出基频功率来调节线路潮流，如图8中串联侧变流器的串联侧阀控层部分示意图所示。

以上给出了本发明涉及的具体实施方法，但本发明不局限于所描述的实施方法。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述拓扑结构与控制方法进行变换、替换、修改，并且起到作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，此种方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于MMC的分布式潮流控制器拓扑，其特征在于，包括一个由并联侧基于MMC的三相变流器与并联侧单相变流器组成的并联侧变流器，以及由多组结构相同的串联侧单相变流器构成的串联侧变流器；

并联侧基于MMC的三相变流器交流侧经变压器T_sh与交流电网相连接，并联侧基于MMC的三相变流器与交流电网之间设有启动电阻R₀，用以抑制三相变流器在启动时的冲击电流；并联侧基于MMC的三相变流器的三相各桥臂电路均由n个子模块串接后与桥臂电抗器L_sh串联而成，其中子模块均采用半桥结构；并联侧单相变流器采用传统DC/AC电路拓扑，并联侧单相变流器的交流侧通过单相变压器与交流电网中Y-△变压器T_s的Y侧中性点接地线路串联耦合，并联侧单相变流器的直流侧与并联侧基于MMC的三相变流器耦合，并联侧单相变流器输出满足需求的3次谐波电流，经Y-△变压器T_s的Y侧中性点注入并均匀分布到输电线路；

多组串联侧单相变流器分布化布置于输电线路中，每组串联侧单相变流器均由结构相同的3个单相变流器分别经单相变压器T_se1、T_se2、T_se3串联耦合于A、B、C三相线路上，吸收并联侧变流器输出的3次谐波有功功率维持自身电容电压恒定，同时发出基频功率P_se1调节线路潮流，且有P_se1＝P_se3，其中P_se3为串联侧变流器吸收的有功功率，P_se3与串联侧变流器电容值U_sedc以及串联侧变流器电容电压值C_se关系表示如下：

$C_{se}\frac{{\mathrm{dU}}_{sedc}}{dt}=I_{se,dc}=\frac{P_{se3}}{U_{sedc}}$

式中，I_se,dc为串联侧变流器直流电容电流。

2.一种上述权利要求1所述的基于MMC的分布式潮流控制器拓扑的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、并联侧变流器的分层控制，具体采取并联侧系统层、并联侧变流器层与并联侧阀控层对并联侧变流器进行分层控制：并联侧系统层接收来自调度中心的指令信号，处理得到对应的参考值输入到并联侧变流器层，并联侧变流器层得到输出电压参考值输出至并联侧阀控层，并联侧阀控层经最近电平逼近调制产生开关管通断信号，最终实现对交流母线的无功调节、直流侧电压恒定以及生成3次谐波提供能量通道；

S2、串联侧变流器的分层控制，具体采取串联侧系统层、串联侧变流器层与串联侧阀控层控对串联侧变流器进行分层控制：串联侧系统层接收来自调度中心的指令信号，处理得到控制参数输入到串联侧变流器层，串联侧变流器层分别得到串联侧变流器输出基频电压参考值与接收3次谐波调制波，基频电压参考波与3次谐波调制波进行叠加形成串联侧变流器的串联侧阀控层中PWM调制的调制波。

3.根据权利要求2所述的基于MMC的分布式潮流控制器拓扑的控制方法，其特征在于，所述步骤S1并联侧变流器的分层控制具体实施步骤如下：

S11、并联侧系统层处理来自调度中心的信号，向并联侧变流器层提供控制参数，包括：并联侧直流母线电压指令值U_dc-ref，并联侧向系统补偿无功功率指令值Q_sh-ref，满足要求的3次谐波电流参数中的幅值I_sh3-ref、相位θ_sh3、频率150Hz；

S12、并联侧变流器层接收来自并联侧系统层的控制参数，包括直流母线电压指令值U_dc-ref、并联侧向系统补偿无功功率指令值Q_sh-ref，以及自身检测到的实际值，包括直流母线电压实际值U_dc、并联侧向系统补偿无功功率实际值Q_sh、并联侧三相变流器交流侧实际值i_sh，并联侧变流器层中的电压外环控制模块与电流内环控制模块组成双环解耦控制模块，将控制参数和采集到的实际值一起输入所述双环解耦控制模块中，生成并联侧变流器基于MMC的三相变流器交流输出电压参考波u_sh-ref；另外，3次谐波电流参数中的幅值I_sh3-ref、相位θ_sh3、频率150Hz通过并联侧变流器层中的3次谐波电流指令值生成器形成标准的3次谐波电流指令值i_sh3ref；

S13、并联侧阀控层根据并联侧变流器层输入的三相变流器交流输出电压参考波u_sh-ref，又有：

$u_{shref}=\frac{-u_{up}+u_{down}}{2}$

表明对并联侧基于MMC的三相变流器交流侧的控制等效为对三相变流器上桥臂端口电压之和u_up与下桥臂端口电压之和u_down的控制；

为抑制环流对三相变流器上、下桥臂的影响，再减去环流经Park变换与dq解耦控制生成的环流压降u_cir，进而得到三相变流器每相上、下桥臂电压参考值如下式所示：

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{up}^{ref}=\frac{U_{dc}}{2}-u_{shref}-u_{cir}\\ u_{down}^{ref}=\frac{U_{dc}}{2}+u_{shref}-u_{cir}\end{array}\right.$

分别除以子模块电压参考值取整后得出上、下桥臂子模块投入数量，每当上、下桥臂子模块投入数量发生了变化即触发排序程序对上、下桥臂子模块电压值进行排序，最后根据测量的桥臂电流方向，选择子模块投入，当桥臂电流方向为正时，排序后电容电压最低的子模块投入吸收功率，电容开始充电，以此构成桥臂所需的电平输出，当桥臂电流方向为负时，排序后电容电压最高的子模块投入发出功率，电容开始放电，以此构成桥臂所需的电平输出，最终生成逼近正弦波的多电平阶梯波；

另外，并联侧阀控层根据并联侧变流器层输入的3次谐波电流指令值，通过电流滞环比较PWM模块生成并联侧单相变流器的开关管触发信号来控制并联侧单相变流器的开关管通断，进而使并联侧单相变流器输出想要的3次谐波电流，经Y-△变压器T_s的Y侧中性点注入并均匀分布到输电线路，为串联侧提供有功功率以维持串联侧电容电压恒定。

4.根据权利要求2所述的基于MMC的分布式潮流控制器拓扑的控制方法，其特征在于，所述步骤S2串联侧变流器的分层控制具体实施步骤如下：

S21、串联侧系统层处理来自调度中心的信号，向串联侧变流器层提供控制参数，包括：串联侧直流电容电压指令值U_sedcref、串联侧向交流系统补偿有功功率指令值P_seref、无功功率指令值Q_seref；

S22、串联侧变流器层经通信信道接收来自串联侧系统层的控制参数，包括串联侧直流电容电压指令值U_sedcref、串联侧向交流系统补偿有功功率指令值P_seref、无功功率指令值Q_seref，以及自身检测到的串联侧直流电容电压实际值U_sedc、串联侧向交流系统补偿有功功率实际值P_se、无功功率实际值Q_se、三次谐波电流实际值i_se3、基频电流实际值i_se1，将串联侧向交流系统补偿有功功率指令值P_seref、无功功率指令值Q_seref、对应的串联侧向交流系统补偿有功功率实际值P_se、无功功率实际值Q_se以及基频电流实际值i_se1输入电压外环控制和电流内环控制模块中经解耦控制与单相Park反变换转换为基频交流电压调制波u_se1ref，同样，将串联侧直流电容电压指令值U_sedcref、串联侧直流电容电压实际值U_sedc与三次谐波电流实际值i_se3输入功率外环控制和电流内环控制模块，经解耦控制与单相Park反变换转换为3次谐波调制波u_se3ref，基频交流电压调制波u_se1ref与3次谐波调制波u_se3ref叠加起来形成统一的调制波，送入串联侧阀控层；

S23、串联侧阀控层根据串联侧变流器层输入的调制波，经PWM调制，生成串联侧变流器开关管通断信号，进而实现串联侧变流器吸收3次谐波有功功率维持其直流电容电压恒定，同时，发出基频功率来调节线路潮流。