基于諧波注入法的模塊化多電平換流器冗余容錯(cuò)控制研究.pdf

1、隨著近年來(lái)電力電子變流技術(shù)的迅猛發(fā)展，國(guó)家對(duì)高壓大功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的需求也越來(lái)越大。換流器的容量成為主要的限制，傳統(tǒng)的兩電平換流器的器件很難實(shí)現(xiàn)。多電平換流器從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)，克服了功率半導(dǎo)體器件容量問(wèn)題帶來(lái)的障礙，進(jìn)而廣泛應(yīng)用于高壓大功率電能變換應(yīng)用領(lǐng)域。本文以模塊化多電平變換器(MMC)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，主要研究?jī)?nèi)容為MMC拓?fù)溥\(yùn)行機(jī)理分析、子模塊電容電壓均衡控制、環(huán)流抑制策略研究、子模塊故障MMC運(yùn)行故障機(jī)理、容錯(cuò)控制策略研究等

2、，并依據(jù)理論研究進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)。
　　首先介紹MMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其子模塊運(yùn)行方式，并建立數(shù)學(xué)模型。對(duì)調(diào)制手段、子模塊電容電壓平衡控制方法、環(huán)流抑制手段等MMC核心問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。重點(diǎn)分析了子模塊故障對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響，并提出本文研究重點(diǎn):子模塊故障情況下MMC的容錯(cuò)控制策略。
　　其次，對(duì)冗余容錯(cuò)和無(wú)冗余容錯(cuò)進(jìn)行系統(tǒng)介紹，其中，冗余容錯(cuò)方案了有熱備用和冷備用兩種運(yùn)行方式，指出兩種方式的運(yùn)行方法。無(wú)冗余容錯(cuò)中著重分析了基

3、于零序電壓注入方法的故障容錯(cuò)控制策略，同時(shí)指出該方法的不足之處，即增大了非故障相子模塊電壓基準(zhǔn)值。
　　再次，鑒于該弊端本文提出一種三次諧波注入的容錯(cuò)思路，在不增加額外冗余子模塊的前提下，通過(guò)在橋臂電壓調(diào)制波中注入三次諧波的方法來(lái)減小調(diào)制比，以便避開橋臂子模塊全導(dǎo)通的區(qū)域，并充分利用MMC控制自由度，保證MMC系統(tǒng)在子模塊深度故障時(shí)仍然能維持正常運(yùn)行。并在MATLAB/Simulink上搭建了7電平MMC仿真模型進(jìn)行仿真研究，仿真