模塊化多電平逆變器控制策略研究.pdf

1、近年來,電力電子技術(shù)在高壓大功率領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛,在高壓功率開關(guān)器件技術(shù)沒有本質(zhì)突破的前提下,利用中壓功率器件的多電平逆變器是解決高壓大功率變換的最好選擇。同時,隨著新能源技術(shù)及輕型直流輸電系統(tǒng)的發(fā)展,一種新型電壓源型多電平逆變器拓撲結(jié)構(gòu):模塊化多電平逆變器( Modular Multilevel Converter, MMC)因其具有模塊化程度高、易于拓展,輸出電壓諧波特性好,等效開關(guān)頻率高等優(yōu)點而受到日益廣泛的關(guān)注。目前,國內(nèi)外針

2、對MMC的學(xué)術(shù)研究相對較少,亟待對其進行深入研究。
　　本文詳細分析了模塊化多電平逆變器的拓撲及其工作原理,建立了MMC的數(shù)學(xué)模型,為逆變器的控制策略分析奠定了基礎(chǔ)。在模塊化多電平逆變器中,直流母線提供的電流必須通過子模塊的懸浮電容輸出至負載,因此電容電壓會出現(xiàn)一定的波動。大量懸浮電容的電壓平衡控制是保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠工作的前提條件,本文從逆變器橋臂的功率脈動與能量脈動的角度對影響子模塊電容電壓波動的因素進行了深入分析,為本文電壓平

3、衡控制策略的提出提供了理論依據(jù)。
　　為解決傳統(tǒng)載波層疊PWM技術(shù)中MMC子模塊開關(guān)頻率不一致的問題,本文將循環(huán)虛擬映射的概念應(yīng)用于模塊化多電平逆變器,在載波層疊PWM調(diào)制技術(shù)中建立虛擬子模塊和實際子模塊之間的無差別循環(huán)映射關(guān)系;在此基礎(chǔ)上,本文提出了基于載波層疊PWM技術(shù)的選擇性循環(huán)虛擬映射(Selective Virtua l Loop Mapping, SVLM)電壓平衡控制方法,該方法不需要將子模塊按照電壓值大小排序,使其