模塊化多電平變換器最近電平控制分析及改進措施研究.pdf

1、模塊化多電平變換器(Modular Multilevel Converter，MMC)擁有高度模塊化結構，優(yōu)越的冗余設計及控制性能，很強的不平衡運行能力，良好的故障穿越及黑啟動能力，較低的器件應力等優(yōu)點，并且在高壓柔性直流輸電、電能質量治理、中高壓大功率的電機驅動等高壓大功率領域具有廣闊的應用前景。本文以MMC調制技術為主要研究對象，對最近電平控制(Nearest Level Control，NLC)方法進行了深入的分析和研究。

2、　　本文采用等效模型的方法，介紹了模塊化多電平變換器的工作原理。推導了NLC方法下MMC等效交流輸出電壓表達式，并對其進行了深入的分析，具體如下：
　　(1)針對等效交流輸出電壓電平數(shù)分段解析表達式不夠完善的問題，推導了電平數(shù)關于控制系統(tǒng)的采樣頻率、子模塊數(shù)、交流電壓調制比的完整的解析表達式。并采用數(shù)值計算的方法，對電平數(shù)特性進行了分析，得到了NLC控制方法下采樣頻率選取的理論依據。
　　(2)對輸出電壓波形進行了傅里葉分析

3、，推導了基波、諧波詳細計算的解析表達式，并根據輸出波形基頻周期內呈現(xiàn)負對稱的特性，對其進行了簡化，得到了基波、諧波簡化計算的解析表達式。根據基波、諧波的解析表達式，采用數(shù)值計算的方法，分析了輸出波形的諧波特性以及THD的大小。
　　(3)對于子模塊數(shù)不多的場合，NLC方法存在著輸出波形諧波含量大，子模塊電容電壓波動幅值大等問題。因此提出了兩種改進方法：一種是基于電平取整值增多的方法，即在常規(guī)NLC取整值中加入0.5的小數(shù)分量的方法