模塊化多電平換流器控制研究.pdf

1、模塊化多電平變換器(Modular Multilevel Converter-MMC)以其顯著的優(yōu)點(diǎn):模塊化設(shè)計(jì)易于擴(kuò)展,多電平輸出減小了輸出電壓諧波含量和電磁干擾,無需濾波器和變壓器。并且提供一個(gè)公共直流側(cè),易實(shí)現(xiàn)背靠背結(jié)構(gòu)。成為近年來的研究熱點(diǎn),
　　由于MMC利用子模塊中的懸浮電容對(duì)直流側(cè)分壓提供合成交流輸出電壓所需的電壓臺(tái)階,因此子模塊電容電壓的平衡對(duì)MMC的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。本文首先分類歸納總結(jié)了MMC的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,

2、研究了MMC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、基本運(yùn)行原理,分析推導(dǎo)了MMC正常工作時(shí)上下橋臂電壓,輸出交流電壓以及上下橋臂電流,環(huán)流和交流輸出電流之間的關(guān)系,詳細(xì)分析了基于載波層疊和載波移相調(diào)制的MMC調(diào)制策略的工作機(jī)理本質(zhì)。
　　MMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中存在大量懸浮電容,MMC的正常工作前必須確保電容電壓的存在,針對(duì)電容的充電過程既MMC的啟動(dòng)過程做了詳細(xì)分析,研究了兩種啟動(dòng)方式:“它勵(lì)式”和“自勵(lì)式”兩種啟動(dòng)方式詳細(xì)分析了兩種啟動(dòng)方式的工作原理并搭建物理

3、仿真模型對(duì)比分析兩種啟動(dòng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　MMC運(yùn)行于低頻時(shí),子模塊電容電壓脈動(dòng)急劇增大,本文在分析了脈動(dòng)原因的基礎(chǔ)上,通過將橋臂電壓和橋臂電流進(jìn)行重構(gòu),把橋臂功率低頻脈動(dòng)轉(zhuǎn)化為高頻脈動(dòng),從而使子模塊電容電壓脈動(dòng)的幅值大大降低。搭建了三相九電平仿真模型對(duì)低頻電壓脈動(dòng)抑制策略進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果驗(yàn)證了所述低頻電壓脈動(dòng)抑制策略的正確性。
　　最后設(shè)計(jì)并搭建三相MMC九電平實(shí)驗(yàn)平臺(tái),具體包括:設(shè)計(jì)三相MMC硬件系統(tǒng)和三相MMC軟