模塊化多電平變換器設計及其控制策略研究.pdf

1、隨著電力電子技術的發(fā)展，多電平變換器在高壓大容量領域的應用受到了越來越多的關注。模塊化多電平變換器(ModularMultilevelConvert，MMC)是一種新興的、在中高壓場合具有廣闊應用前景的多電平拓撲，其模塊化結構不僅易于集成和安裝調試，還可使可關斷器件工作在較低的電壓等級，從而大大提高裝置容量及電壓等級。近幾年國內外對MMC的研究還處于起步階段，雖然取得了部分研究成果，但對其本質工作機理、電容電壓平衡控制方法及內部環(huán)流控制

2、等問題依然不甚明了。
　　 本文先從MMC的工作原理出發(fā)，研究了其等效電壓源模型及其四象限運行機理，在此基礎上給出了其主設備參數如直流母線電壓、橋臂串聯(lián)電感和子模塊直流側電容的選取計算方法;提出了上下橋臂電流獨立控制的新思想，該方法在實現瞬時電流控制的基礎上可以實現對MMC內部環(huán)流的控制;通過分析橋臂電流中各分量與橋臂等效電壓源吸收或發(fā)出的有功功率的關系，提出了層次化電容電壓平衡控制方法，該方法一方面將橋臂輸出電壓視作電壓源，通

3、過控制橋臂電流中的直流分量或交流分量的大小來調整橋臂吸收或發(fā)出的有功功率的大小，實現電容電壓平均值控制，另一方面將橋臂電流視作電流源，通過微調各個級聯(lián)子模塊的輸出電壓來實現有功功率在各個子模塊間的均衡，從而實現子模塊電容電壓平衡控制;同時研究了層次化電容電壓平衡控制方法中涉及的各個調節(jié)器的設計實現方法，仿真和實驗證明了該平衡控制方法的有效性。
　　 此外，本文對比研究了幾種MMC子模塊直流側電容預充電策略的優(yōu)缺點，并給出了一種優(yōu)