模塊化多電平變換器的主電路參數(shù)設計與環(huán)流控制研究.pdf

1、隨著環(huán)境污染和能源消耗問題的日益突出，可再生能源發(fā)電和相關的輸電技術得到了快速的發(fā)展。高壓直流輸電為調(diào)整資源分布不均和清潔能源電能輸送提供了很好的解決方案。模塊化多電平變換器(MMC)由于其較好的諧波輸出性能、對開關器件電壓應力小和帶有直流母線等優(yōu)點，在高壓直流輸電等許多領域獲得廣泛的應用。本文對模塊化多電平變換器的工作機理、調(diào)制策略、系統(tǒng)實現(xiàn)和相關控制策略進行了研究。
　　本文首先闡述了MMC電路的基本工作原理，列出目前 MMC

2、的主要研究熱點。建立MMC的等效數(shù)學模型，介紹了幾種常用調(diào)制策略的實現(xiàn)原理和優(yōu)缺點，并對其應用到MMC拓撲的可行性進行了分析。
　　然后基于第二章建立的數(shù)學模型，分別從避免系統(tǒng)諧振、滿足功率運行要求、環(huán)流抑制和抑制直流側(cè)短路電流四個方面研究了橋臂電感的選取條件，提出了電感的設計方法。通過推導系統(tǒng)子模塊電容電壓波動分量和電容大小的數(shù)學關系，分析子模塊電容大小的選取條件，建立了三相MMC仿真模型，基于理論推導重新設計子模塊電容，借助仿

3、真驗證了理論分析的正確性。引入等容量放電時間常數(shù)，橫向比較了國內(nèi)運行MMC工程子模塊電容的大小，給出MMC工程子模塊電容大小的取值參考范圍。
　　最后對MMC內(nèi)部環(huán)流諧波的抑制方法展開研究，通過建立MMC內(nèi)部環(huán)流的精確數(shù)學模型，分析環(huán)流諧波產(chǎn)生的原因及其主要成分。在此基礎上，提出了基于諧振控制和基于重復控制的環(huán)流諧波抑制方法，分別設計了與這兩種方法對應的控制器。并搭建了仿真模型和實驗臺架，對本文所提出的環(huán)流控制算法進行驗證，仿真和