基于諧波注入法的模塊化多電平換流器冗余容錯控制研究.pdf

1、隨著近年來電力電子變流技術(shù)的迅猛發(fā)展，國家對高壓大功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的需求也越來越大。換流器的容量成為主要的限制，傳統(tǒng)的兩電平換流器的器件很難實現(xiàn)。多電平換流器從拓撲結(jié)構(gòu)上進行改進，克服了功率半導體器件容量問題帶來的障礙，進而廣泛應(yīng)用于高壓大功率電能變換應(yīng)用領(lǐng)域。本文以模塊化多電平變換器(MMC)拓撲結(jié)構(gòu)為研究對象，主要研究內(nèi)容為MMC拓撲運行機理分析、子模塊電容電壓均衡控制、環(huán)流抑制策略研究、子模塊故障MMC運行故障機理、容錯控制策略研究等

2、，并依據(jù)理論研究進行了仿真和實驗。
　　首先介紹MMC拓撲結(jié)構(gòu)及其子模塊運行方式，并建立數(shù)學模型。對調(diào)制手段、子模塊電容電壓平衡控制方法、環(huán)流抑制手段等MMC核心問題進行了簡單介紹。重點分析了子模塊故障對系統(tǒng)穩(wěn)定運行的影響，并提出本文研究重點:子模塊故障情況下MMC的容錯控制策略。
　　其次，對冗余容錯和無冗余容錯進行系統(tǒng)介紹，其中，冗余容錯方案了有熱備用和冷備用兩種運行方式，指出兩種方式的運行方法。無冗余容錯中著重分析了基

3、于零序電壓注入方法的故障容錯控制策略，同時指出該方法的不足之處，即增大了非故障相子模塊電壓基準值。
　　再次，鑒于該弊端本文提出一種三次諧波注入的容錯思路，在不增加額外冗余子模塊的前提下，通過在橋臂電壓調(diào)制波中注入三次諧波的方法來減小調(diào)制比，以便避開橋臂子模塊全導通的區(qū)域，并充分利用MMC控制自由度，保證MMC系統(tǒng)在子模塊深度故障時仍然能維持正常運行。并在MATLAB/Simulink上搭建了7電平MMC仿真模型進行仿真研究，仿真