多電平逆變器的拓撲優(yōu)化及仿真研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和現(xiàn)代控制理論的飛速發(fā)展，多電平逆變器已引起電力電子行業(yè)及中大功率交流電機調(diào)速領(lǐng)域的極大關(guān)注，在低壓小功率的用電領(lǐng)域，電力電子技術(shù)的各個方面已經(jīng)趨于成熟，將來的研究目標是高功率密度、高效率、高性能，而在高壓大功率的輸配電領(lǐng)域，各個方面的技術(shù)正成為當今電力電子技術(shù)的研究重點。 近年來，新型多電平功率逆變器由于輸出容量大和輸出電壓電流諧波含量小的優(yōu)點，在中壓(1kV-10kV)、大功率(200

2、kW-20MW)、高壓調(diào)速領(lǐng)域、交流柔性供電系統(tǒng)(FACTS)的無功補償中得到了廣泛的應(yīng)用。為了獲得較好的輸出頻譜特性，利用較少的器件來產(chǎn)生較高質(zhì)量的波形已成為多電平逆變器一個新的發(fā)展方向。 因多電平逆變器具有小的輸出波THD值、低的器件電壓應(yīng)力和低的系統(tǒng)EMI等優(yōu)點而成為高壓大功率研究應(yīng)用的熱點。然而，現(xiàn)有的多電平逆變器拓撲都存在一定的缺點，使它們在實際應(yīng)用中存在一定的局限性。并且，隨著電平數(shù)的增多，電路拓撲和控制的復(fù)雜性增加

3、，使逆變器系統(tǒng)的可靠性降低。為了減少飛跨電容及箝位二極管的數(shù)量，提出了一種新型的無箝位二極管和飛跨電容的多電平逆變器拓撲。在這種拓撲中，每一相只有兩個功率器件承受兩倍的電壓，其它的只是承受直流側(cè)電容電壓。并借助PSpice8.0仿真驗證了結(jié)果的正確性。 本文是在介紹多電平逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，比較現(xiàn)有三類基本多電平逆變器的優(yōu)缺點。基于多目標優(yōu)化理論、遺傳算法的最優(yōu)設(shè)計等，試圖探討一種系統(tǒng)的、理論性的優(yōu)化多電平逆變器