模塊化多電平變流器的研究.pdf

1、論文以模塊化多電平變流器(MMC)為研究對象,分析了MMC的數(shù)學(xué)模型和控制策略,并進(jìn)行了仿真分析。
　　 論文首先介紹了MMC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及子模塊換流原理,并進(jìn)一步介紹了MMC的工作原理,在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)得到了其數(shù)學(xué)模型。
　　 通過數(shù)學(xué)模型,介紹了幾種控制策略,包括載波控制、合成PWM控制、SVPWM控制以及SHEPWM控制等幾種方式,并對每一種控制方式進(jìn)行了詳細(xì)的描述,通過這些控制,模塊化多電平變流器可以得到期望輸出的

2、波形。并針對每一種調(diào)制策略進(jìn)行了仿真分析,通過仿真得到了理想的輸出結(jié)果。
　　 MMC在實際應(yīng)用中,由于電容串聯(lián)在主回路中,懸浮電容在每一個時刻不停的進(jìn)行充放電,電容電壓存在著波動,所以對電容電壓進(jìn)行控制是MMC主要研究的問題。文中提出了電容均壓策略,通過對每個橋臂子模塊電容電壓大小進(jìn)行排序,根據(jù)每個橋臂上電流方向,對排序好的子模塊選擇性開通或關(guān)斷,以使得電容電壓較小的模塊充電,電容電壓較大的模塊放電。文中比較了兩種調(diào)制方式的性

3、能,結(jié)果表明合成PWM調(diào)制方式比載波調(diào)制方式諧波更小,電壓利用率更高。通過仿真發(fā)現(xiàn),MMC電容電壓波動與輸出頻率成反比,與輸出電流成正比。進(jìn)一步通過數(shù)學(xué)模型分析了產(chǎn)生電容電壓波動的原因,結(jié)論表明,MMC電容電壓紋波大小與頻率有關(guān),在輸出電流頻率比較低的情況下,電容電壓波動比較大。數(shù)學(xué)分析表明,MMC的共模電壓和直流側(cè)與交流側(cè)環(huán)流是兩個自由度可控的量,不會影響輸出波形。通過對數(shù)學(xué)模型的理解,提出了一種低頻策略,對橋臂能量進(jìn)行分解為共模部分