基于单元的 VSC 分析方法：从图拉普拉斯到变换器自由度
系统与控制
2025-07-28 v1 系统与控制
摘要
基于电力电子的变换器正被大量应用于电力系统中，以互连多个异构电气层。此外，利用变换器网络拓扑的内在灵活性来适应特定应用所需的端子数和端口数，这种做法被广泛采用。在这方面，电力应用中会遇到多种变换器配置。而且，为了正确建立运行和控制，需要针对每种变换器拓扑评估所谓的自由度（DOF）。对此，类似于著名的克拉克变换（它清晰地揭示了星形拓扑系统的自由度），可以实现进一步类似的变换来描述表征特定变换器结构的独立变量集。针对基于单元的电压源变换器（VSC）拓扑类别（包括模块化多电平变换器（MMC）），本文提出了一种通用方法，用于确定与完全二分图和完全多分图相关的多种变换器配置的变量变换矩阵。该方法基于图拉普拉斯谱分析，该分析揭示了变换器连接点处的结构简正模式。此外，为了完整表征，还引入了基于自由度的瞬时功率模式公式。
引用
@article{arxiv.2507.19260,
title = {Cell-based VSC Analysis Methodology: From Graph Laplacian to Converter Degrees of Freedom},
author = {Daniele Falchi and Eduardo Prieto-Araujo and Oriol Gomis-Bellmunt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.19260},
year = {2025}
}