模塊組合多電平變換器(MMC)的均壓策略研究.pdf

1、隨著電力電子技術的飛速發(fā)展，模塊組合多電平變換器(MMC)以其獨特的結構優(yōu)勢，克服了傳統(tǒng)多電平變換器的不足，正成為未來高壓大功率電力變換領域的研究熱點之一。本文對MMC的工作原理、傳統(tǒng)懸浮電容電壓的均壓控制方式以及其優(yōu)化等關鍵問題進行了深入的研究。
　　本文首先分析了MMC的拓撲結構和工作原理，建立了MMC的數(shù)學模型，并研究了載波移相技術和最近電平逼近技術在MMC中的實現(xiàn)方法。
　　MMC采用功率模塊級聯(lián)的結構，正常運行時能

2、量分布在各功率模塊的懸浮電容中。懸浮電容電壓的均衡控制問題是MMC研究的重點以及難點，本文針對造成MMC懸浮電容電壓不平衡和脈動現(xiàn)象的原因進行了深入的理論分析，并建立了功率模塊的等效損耗模型。本文研究了目前懸浮電容電壓均衡控制方式:外部平衡控制電路法以及自身的平衡控制算法的基本原理和實現(xiàn)方法。提出兩種改進拓撲結構，混合型模塊化多電平轉換器(HMMC)以及引入中間環(huán)節(jié)的新型拓撲結構，通過結構改進實現(xiàn)均壓。研究了閉環(huán)控制發(fā)以及開環(huán)控制法，包

3、括PI調節(jié)法、間接反饋法、電容電壓排序法以及NLC控制法，進行理論分析和數(shù)學推導，總結其優(yōu)缺點以及適用范圍。在傳統(tǒng)均壓策略的基礎上，本文重點研究了其優(yōu)化與改進，提出基于NLC調制技術的優(yōu)化均壓策略以及基于CPS-SPWM調制技術的PI調節(jié)法的優(yōu)化策略，重點考慮環(huán)流的影響，加入環(huán)流抑制環(huán)節(jié)。
　　在理論分析和軟件仿真基礎上，通過一臺五電平單相半橋MMC實驗樣機進行了實驗驗證。通過實驗進一步驗證了本文提出的優(yōu)化的控制策略可行性以及有效