模塊化多電平變換器環(huán)流抑制和調(diào)制策略研究.pdf

1、模塊化多電平變換器(MMC)以其高模塊化、高靈活性的優(yōu)勢在中高壓大功率領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，各國學(xué)者在其環(huán)流抑制策略、調(diào)制策略及電容電壓平衡策略等方面展開了深入的研究，但 MMC發(fā)展還不夠成熟，一些技術(shù)問題亟待解決。本文針對模塊化多電平變換器的環(huán)流抑制策略和調(diào)制策略進(jìn)行重點(diǎn)研究。深入研究模塊化多電平變換器的環(huán)流產(chǎn)生機(jī)理和通用環(huán)流抑制策略，從輸出電能質(zhì)量、控制復(fù)雜度和適合的應(yīng)用場合等方面對比不同調(diào)制策略的性能，并提出一種在輸出電平數(shù)較少和較多

2、場合下均適用的調(diào)制策略。
　　本文按照子模塊結(jié)構(gòu)和工作原理、單相MMC工作原理、三相MMC的四象限運(yùn)行特性的思路，分析了子模塊和MMC的等效電路，深入分析了MMC的工作原理、內(nèi)部和外部動態(tài)特性，在此基礎(chǔ)上深入分析了 MMC主電路參數(shù)的計算和選取原則，并給出本文MATLAB/Simulink仿真系統(tǒng)的電路及主電路參數(shù)。
　　研究了模塊化多電平變換器的整體控制架構(gòu)，包括變換器級別的雙閉環(huán)控制策略和閥組級別的子模塊電容電壓平衡策略

3、。從相單元能量脈動的角度解析了模塊化多電平變換器環(huán)流產(chǎn)生的機(jī)理，并研究一種通用環(huán)流抑制策略，該策略無須坐標(biāo)變換，并在單相和三相模塊化多電平變換器中通用。通過仿真對比研究了采用該環(huán)流抑制策略前后環(huán)流、橋臂電流、子模塊電容電壓脈動幅度、交流側(cè)輸出電壓和電流以及相單元能量波動的特性，考察了該環(huán)流抑制策略的控制效果。對各類多載波調(diào)制策略和最近電平調(diào)制策略，該環(huán)流抑制策略均能將 MMC環(huán)流控制在允許范圍內(nèi)。
　　最后，本文重點(diǎn)研究了模塊化多

4、電平變換器的調(diào)制策略，首先詳細(xì)分析了載波移相調(diào)制策略和最近電平逼近調(diào)制策略的原理和特性。然后提出一種改進(jìn)的基于虛擬磁鏈模型預(yù)測的新型調(diào)制策略，該策略在輸出電平數(shù)較少和較多的場合下均適用，通過仿真考察該調(diào)制策略的輸出電壓、電流特性，驗(yàn)證了該策略的正確性和有效性。最后通過仿真對比研究了三種不同調(diào)制策略的穩(wěn)態(tài)特性和在負(fù)載突變、負(fù)載電阻漸變以及調(diào)制比突變?nèi)N情況下的動態(tài)特性，對比三種策略的優(yōu)勢和不足，為MMC不同的應(yīng)用場合選擇不同的調(diào)制策略提供