壓接型IGBT串聯(lián)有源電壓控制優(yōu)化研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，柔性直流輸電在解決遠(yuǎn)距離、大容量輸電、新能源分布式電源接入以及特大型交直流混合電網(wǎng)面臨的諸多問題時(shí)都將展現(xiàn)出其特有的優(yōu)勢。柔性直流輸電采用基于絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的電壓源型換流器和先進(jìn)的控制策略，實(shí)現(xiàn)高效的功率傳輸。
　　受IGBT容量的限制，通常采用多個(gè)IGBT進(jìn)行器件串聯(lián)或模塊使用以解決IGBT單管的電壓等級(jí)低的問題。柔性直流電壓源換流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)已從兩電平技術(shù)發(fā)展到模塊化多電平技術(shù)，但隨

2、著電壓等級(jí)的進(jìn)一步提升，IGBT串聯(lián)與模塊化多電平技術(shù)的結(jié)合將是為了高壓柔性直流輸電發(fā)展的方向，近期ABB投運(yùn)的柔性直流輸電工程采用該技術(shù)路線，因此IGBT串聯(lián)技術(shù)具有極高的應(yīng)用價(jià)值。
　　壓接型IGBT相比于焊接型IGBT而言，具有結(jié)構(gòu)緊湊、短路失效模式、雙面散熱等優(yōu)點(diǎn)，在IGBT串聯(lián)應(yīng)用具有非常顯著的競爭優(yōu)勢，更適合于直流電網(wǎng)應(yīng)用。本文依托國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院科技項(xiàng)目《2500V/1200A壓接型IGBT專用驅(qū)動(dòng)保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究

3、》，對(duì)壓接型IGBT串聯(lián)時(shí)電壓不平衡機(jī)理及控制措施進(jìn)行了研究，重點(diǎn)對(duì)有源電壓控制技術(shù)開展研究并進(jìn)行優(yōu)化。
　　本文首先闡述IGBT及FRD的基本特性，重點(diǎn)分析IGBT動(dòng)靜態(tài)電壓不平衡機(jī)理;其次分析了IGBT串聯(lián)有源電壓控制原理，并提出了參考電壓優(yōu)化方法，通過多組仿真驗(yàn)證了優(yōu)化策略的正確性;結(jié)合該控制策略本文設(shè)計(jì)了IGBT串聯(lián)驅(qū)動(dòng)電路，通過FPGA編寫IGBT驅(qū)動(dòng)波形、故障保護(hù)邏輯等算法，實(shí)現(xiàn)壓接型IGBT串聯(lián)各單元精確延時(shí)開通與關(guān)