混合級聯(lián)多電平逆變器的結(jié)構(gòu)與控制方法研究.pdf

1、多電平變換器以其電能質(zhì)量高、效率高、功率大等特點被廣泛應(yīng)用在高壓大功率領(lǐng)域，但隨著該領(lǐng)域?qū)ψ儞Q器的性能和功能需求的不斷增加，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的變換器越來越顯現(xiàn)出其不足，比如所需功率器件較多、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、功能性不足等問題。混合逆變器能夠采用更少的功率器件實現(xiàn)較多的輸出電平，從而可以簡化變流器結(jié)構(gòu)，降低成本，減小體積。混合逆變器主要是指由不同電壓等級、不同結(jié)構(gòu)的功率單元或不同功率等級的開關(guān)器件組合成的電力電子變換器，這種組合可以使混合逆變器繼承

2、原始功率單元的某種特性，從而達到改善其工作特性的目的。本文以兩種混合逆變器為研究對象，對其各自的工作特性與控制方法做了研究，一種是混合級聯(lián)7電平逆變器和另一種是混合級聯(lián)多電平靜止同步補償器。
　　混合級聯(lián)7電平逆變器使用較少的開關(guān)器件實現(xiàn)了較高的電能質(zhì)量，但是混合調(diào)制法會使其低壓單元直流側(cè)發(fā)生電流倒灌問題，不利于其實用化?；旌项l率載波調(diào)制法可以解決電流倒灌問題，但是其高壓單元運行頻率過低，對其電能質(zhì)量有很大影響，因此提出了改進混合

3、頻率載波調(diào)制法。改進后的方法利用單極倍頻調(diào)制使高壓單元在開關(guān)頻率不變的情況下等效載波頻率加倍，即提高了輸出電能質(zhì)量，又保留了混合頻率載波調(diào)制法可消除功率環(huán)流的優(yōu)點。對裝置的多重化整流電路進行了研究，并證明了其不存在功率環(huán)流。最后，在MATLAB/Simulink下進行了仿真，驗證了所提出的方法。
　　混合級聯(lián)多電平靜止同步補償器(HCMC-STATCOM)結(jié)合了三相橋逆變器結(jié)構(gòu)簡單與級聯(lián)H橋逆變器輸出電能質(zhì)量好的優(yōu)點。由于三相橋單

4、元存在公共直流側(cè)，其可進行相間能量交換，因此具有一定的不平衡電流補償能力。對HCMC-STATCOM的補償原理進行了研究，首先推導(dǎo)了HCMC-STATCOM整形電路直流側(cè)平衡所需的零序電壓，然后求出了HCMC-STATCOM可補償電流的不平衡度范圍。與相同輸出電壓水平的鏈式星形STATCOM相比，HCMC-STATCOM的補償范圍更廣。研究了HCMC-STATCOM的控制系統(tǒng)，通過正、負序分開解耦的方法完成了對補償電流的控制，并且給出了