一、项目简介

基于模块化多电平变流器（MMC）的柔性直流输电技术是当今电力电子与电气行业的前沿技术，MMC 作为柔性直流输电的主要构成部分是本项目重点研究的内容。

本项目首先对直流输电的发展历程进行介绍，使学生了解直流输电的行业背景、发展趋势、柔性直流输电技术的优缺点。

其次介绍柔性直流输电原理及MMC 的运行原理，主要内容为MMC 的拓扑、运行方式、优缺点、存在问题以及目前的解决方案，使学生了解MMC 的特性，同时对MMC 的两种典型应用进行介绍：基于MMC 的柔性直流输电系统以及基于MMC 的智能电力路由器。

第三部分内容首先介绍两电平变流器的数学模型推导方法，然后根据此方法来让学生独立推导得到MMC 的数学模型，从而使学生掌握电力电子变流器数学模型的推导方法，为推导变流器控制策略打下基础。

第四部分内容为MMC 控制策略介绍，首先对控制原理、控制器构建方法、电压源变流器的可控机理进行讲解，然后让学生自己设计MMC 的控制策略，锻炼学生构建控制器的能力；然后介绍两种常见控制器比例积分（PI）及比例谐振（PR）控制器、常用滤波器等方面的知识，使学生能够熟练运用常见的控制器及滤波器，在介绍控制器以及滤波器的离散化方法，使学生掌握控制器以及滤波器的实现方法。

第五部分主要是协助学生完成系统仿真，首先介绍Psim 的使用，通过两电平变流器的仿真实例来让学生熟悉仿真软件的使用以及通过比分析变流器实时仿真与数字仿真的区别来掌握控制器的离散化方法，随后辅导学生构建MMC 的仿真模型、快速仿真模型，完成功率器件的损耗仿真，最后以组为单位构建基于MMC 的柔性直流输电系统的仿真。

第六部分为系统工程部分介绍，重点介绍MMC 的功率模块拓扑、阀段构成、控制保护系统的整体架构、所使用的电子器件（DSP、ARM、Power PC 以及FPGA）以及各自的编程环境，使学生了解控制保护功能的实际实现方法，了解硬件语言。

此项目的最终目的是培养学生建立开展科学研究的方法，提高学生发现问题解决问题的能力，提高学生使用仿真软件的能力。本项目最后的作业为“基于MMC 的两端柔性直流输电系统的设计及仿真报告”，并通过团队报告形式进行交流。

此项目专门为计划申请电气工程、电力电子、自动化等学科的学生所设计。学生将跟随导师一同工作，实际进行大功率电力电子变流器以及基于MMC 的柔性直流输电系统的仿真工作，最后利用所学知识完成基于MMC 的柔性直流输电系统的系统设计及前期仿真工作。实习结束后，导师会根据学生表现出具推荐信。

二、项目内容

本实习项目为基于模块多电平变流器的柔性直流输电系统仿真。

在实习过程中，指导老师带领学生进行该科研项目的各个环节。通过参与该项目，学生可以了解如何系统地进行功率变频器的科研工作。

三、招生对象及要求

大二以上本科生及部分高中生，计划申请电气工程、电力电子、自动化等相关专业，为了让学生可以更好的完成科研项目，项目组会以笔试和面试的形式对学生进行筛选。

项目难度：★★☆

报名建议：具备一定电力电子相关基础和编程基础的同学，项目编程语言：C 语言。

预习资料：VS2010 的使用教程、柔性直流输电工程技术研究、模块化多电平变流器的预充电控制策略、新型模块化多电平变流器的控制策略研究、An Inner Current Suppressing Method for Modular Multilevel Converters、An Improved Pulse Width Modulation ethod for Chopper-Cell based Modular Multilevel Converters 等。

四、行程安排

Step1：远程项目指导：项目开始前2 周—1 个月组成学习讨论群，项目导师及助教为同学们答疑解惑，介绍项目背景，发放预习资料（包括相关文献及需要掌握的软件技能等），有问题可以请教导师，行程安排请教贴身助教；

Step2：项目集中进行时：导师面对面授课指导，研讨国际当下热点问题及领域发展方向，引领同学们完成定值科研项目，发挥同学的科研精神和探索能力，爱上科研不是梦；

Step3：远程项目指导：项目结束后2 周—1 个月，延展性问题随时请教导师，完成项目总结，撰写详细的总结报告，梳理项目内容，思考后续发展方向。

五、科研营日程安排

第一阶段（远程指导）：9.20-9.30：组成学习讨论群，发放预习资料，项目导师及助教随

时为同学们答疑解惑；

第二阶段（实地科研）：10.1-10.7：科研营实地阶段，导师面授指导；

第三阶段（远程总结）：10.8-10.20：总结项目收获及最终成果，完成科研报告。