模塊化多電平變換器環(huán)流及抑制策略研究.pdf

1、近年來(lái)，電力電子技術(shù)發(fā)展迅速，高壓大功率電力電子設(shè)備廣泛應(yīng)用于無(wú)功補(bǔ)償、有源電力濾波、直流輸電系統(tǒng)等領(lǐng)域。模塊化多電平變換器(Modular Multilevel Converter， MMC)具有良好的拓展性、降低了對(duì)開(kāi)關(guān)器件耐壓的要求，尤其適用于高壓大功率應(yīng)用場(chǎng)合。因此，研究模塊化多電平變換器具有重要意義。本文主要開(kāi)展了MMC環(huán)流及環(huán)流抑制策略的研究，主要內(nèi)容包括：
　　分析了MMC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作原理。根據(jù)子模塊和橋臂端口輸

2、出電壓特性及基爾霍夫電壓、電流定律，推導(dǎo)出MMC直流側(cè)和交流側(cè)等效數(shù)學(xué)模型。
　　為有效抑制環(huán)流，構(gòu)建了MMC環(huán)流的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，指出環(huán)流成分組成，得到環(huán)流諧波抑制的一般方法，構(gòu)造了環(huán)流閉環(huán)控制模型。為與本文所采用的環(huán)流抑制策略進(jìn)行對(duì)比分析，研究了基于比例積分控制的環(huán)流抑制策略，并對(duì)其進(jìn)行了仿真驗(yàn)證與分析。
　　針對(duì)需要抑制環(huán)流中多個(gè)偶次諧波分量的情況，提出了基于多諧振控制器的簡(jiǎn)化環(huán)流抑制策略。在分析準(zhǔn)比例諧振控制器各參數(shù)對(duì)

3、系統(tǒng)穩(wěn)定性影響的基礎(chǔ)上，在連續(xù)域設(shè)計(jì)了二次準(zhǔn)諧振控制器參數(shù)。為獲得更為精確的控制器參數(shù)，討論了諧振控制器不同的離散化方法，且在離散域設(shè)計(jì)了二次準(zhǔn)諧振控制器參數(shù)。通過(guò)仿真對(duì)該環(huán)流抑制策略進(jìn)行了驗(yàn)證與分析。
　　為解決諧振控制器使用數(shù)量與穩(wěn)態(tài)性能需要折中考慮的問(wèn)題，本文提出了基于嵌入式重復(fù)控制的環(huán)流抑制策略。結(jié)合環(huán)流閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性條件，給出了重復(fù)控制器參數(shù)設(shè)計(jì)的原則，并對(duì)環(huán)流閉環(huán)控制系統(tǒng)的魯棒性、諧波抑制性能及動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行了分析