模塊化多電平變換器子模塊電容電壓脈動抑制研究.pdf

1、隨著中高壓大功率電力變換器廣泛應(yīng)用，多電平變換技術(shù)得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)的多電平拓?fù)洳煌?，模塊化多電平變換器(MMC)以其獨特的優(yōu)勢，很快得到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注和研究，并率先在高壓直流輸電領(lǐng)域得到應(yīng)用。本文以MMC工頻運行時的子模塊電容電壓脈動進行分析和研究，并探索利用有源功率解耦技術(shù)(Active Power Decoupling)對電容電壓脈動進行抑制。
　　本文首先分析MMC的工作原理，建立其數(shù)學(xué)模型，并采用一種

2、基于橋臂總能量、差分能量、環(huán)流和輸出電流的多閉環(huán)整體控制策略，該整體控制策略是整個研究工作的基礎(chǔ)?；诜抡骝炞C上述模型和控制策略。對MMC運行時的橋臂功率和子模塊的電容電壓進行了分析，其上下橋臂單元中的功率和電容的電壓基波脈動分量反相，二次脈動分量同相。利用二次環(huán)流注入可以將功率二次分量轉(zhuǎn)移到直流側(cè)，從而抑制電容電壓中功率二次分量。基于負(fù)序二倍頻坐標(biāo)變換法將二次脈動量變?yōu)橹绷髁窟M行控制，能有效抑制二次脈動，但是該方法不大適合單相 MMC

3、；采用比例諧振控制器可以直接對二次脈動量進行跟蹤控制，適用范圍更廣泛。最后通過仿真對這兩種環(huán)流注入法進行了驗證，兩者都能很好的抑制二次脈動電壓，但是會增大橋臂電流和環(huán)流，而且無法有效抑制主要的基波脈動電壓。有源功率解耦技術(shù)是在單相整流器中直流側(cè)二倍頻電壓脈動抑制中發(fā)展而來，其在MMC中的應(yīng)用還鮮有研究，采用一種適合MMC高壓大功率應(yīng)用場合的有源功率解耦電路拓?fù)?，使用開關(guān)器件和電感電容儲能元件，將MMC子模塊電容的脈動能量轉(zhuǎn)移到儲能元件中