模塊化多電平變流器輸出電流及電壓波形改善研究.pdf

1、近年來，隨著電力電子技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電、輕型高壓直流輸電等領(lǐng)域的應(yīng)用，高壓大功率電力電子設(shè)備得到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。模塊化多電平變流器(modular multilevel converters，MMC)因其結(jié)構(gòu)模塊化，采用子模塊級(jí)聯(lián)的形式，具有良好的擴(kuò)展性、運(yùn)行損耗低、輸出波形質(zhì)量好、良好的冗余容錯(cuò)性、可靠性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是未來最具備應(yīng)用價(jià)值的高壓大功率電力電子變換拓?fù)渲弧?br>　　本文研究了模塊化多電平變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和基本

2、工作原理，建立了MMC的數(shù)學(xué)模型，對(duì)MMC環(huán)流和電容電壓波動(dòng)進(jìn)行了分析，闡述了目前常用的調(diào)制策略和工作特性，重點(diǎn)研究了最近電平逼近調(diào)制技術(shù)(nearest level modulation，NLM)，NLM調(diào)制實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便，控制系統(tǒng)計(jì)算量小，適合MMC電平數(shù)較多的場(chǎng)合，當(dāng)MMC電平數(shù)較少時(shí)，最近電平逼近調(diào)制方式輸出電流的波形質(zhì)量差、諧波含量高且不能精確跟蹤參考電流。針對(duì)最近電平逼近調(diào)制方式在中低壓領(lǐng)域MMC中的應(yīng)用，本文提出了一種改進(jìn)的最近

3、電平逼近調(diào)制策略，即采用電流滯環(huán)控制器對(duì)最近電平逼近調(diào)制結(jié)果進(jìn)行修正，即在雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上加入環(huán)流控制器、穩(wěn)壓控制器、均壓控制器等附加控制器，附加控制器在主控制器計(jì)算出的上、下橋臂電壓參考值的基礎(chǔ)上加入一定的修正量。該調(diào)制策略易于實(shí)現(xiàn)，動(dòng)態(tài)性能好，控制器計(jì)算量小，能夠?qū)⒖茧娏鬟M(jìn)行良好的跟蹤，降低了電流諧波含量，顯著改善MMC輸出電流波形。
　　本文針對(duì)模塊化多電平變流器子模塊電容電壓波動(dòng)影響子模塊參數(shù)選擇及降低交流電壓輸出