新型MMC电容电压均衡控制策略研究.pdf

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1、第49卷第1l期电力电子技术VO1．斗．0．112015年l1月PowerElectronicsNOV．20l5新型MMC电容电压均衡控制策略研究王亮．孙守娟。(1．中国矿业大学，信息与电气工程学院，江苏徐州221008；2．江苏师范大学，江苏徐州221008)摘要：在模块化多电平变换器(MMC)中，大量悬浮电容的电压平衡控制是保证系统稳定可靠工作的前提条件。提出了基于载波层叠(CD)PWM技术的选择性循环虚拟映射(VLM)电压平衡控制策略，以解决传统cD—PWM技术中MMC子模块开关频率不一致

2、的问题；建立虚拟子模块与实际子模块之间的选择性VLM关系，无需所有子模块排序操作。实验结果表明，采用所提出的电压均衡控制策略能在较低开关频率下，实现了MMC各功率单元间有功能量的平均分配和直流电容电压的均衡。关键词：变换器；电压均衡控制；载波层叠；循环虚拟映射中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)11-0077—04ANewStrategyResearchonCapacitorVoltageBalanceControlofMMCSub．moduleWANGLi

3、ang．SUNShou-juan(1．ChinaUniversityofMiningandTechnology，X~hou221008，China)Abstract：Inthemodularmultilevelconverter(MMC)，thevoltagebalancecontroloflargequantitiesofsuspendedca-pacitorisaprerequisitetoensurethestabilityandreliabilityofsystem．Astrategyo

4、fvoltagebalancecontrol，selectivevirtualloopmapping(VLM)whichisbasedoncarrierdisposition(CD)PWMisproposed，theproblemthatswitching~equencyofMMCsub—moduleisinconsistentinthetraditionalCD—PWMtechnologyissolved，andtherelationshipofselectiveVLMbetweenvirtu

5、alsub·—modulesandactualsub-modulesisestablishedwithoutsortingoperationbyallsub—modules．Experimentalresultsshowthattheproposedstrategyofvoltagebalancecontrolcanrealizeaveragedistri—butionofactivepowerandequalizationofDCcapacitorvohageineachsub-modulea

6、talowerswitching~equency．Keywords：conve~er；vohagebalancecontrol；carrierdisposition；virtualloopmapping1引言2MMC拓扑结构与基本原理针对当前传统多电平逆变器拓扑存在的各种图l为MMC拓扑结构示意图。各相分为上、问题，近年来提出了一种MMC新拓扑。MMC可通下2个桥臂，每个桥臂由n个子模块和1个桥臂过桥臂串联子模块的电压叠加得到较高的输出电电感串联组成。桥臂电感的存在可有效抑制环流压，大大减少了实

7、际工程中对滤波器的需求。同时和故障电流的冲击，提高系统的安全性能。子模块具有公共直流母线，可实现背靠背连接，因此十分由1个IGBT半桥和1个电容C并联而成正常适用于高压、大功率的柔性直流输电系统。运行时，每个子模块有2种工作状态：①v，导通，子模块电容直接串联在桥臂中，抑制和减小V：关断，／~sM=U。，C处于投入状态；②V。关断，V导电容电压的波动是保证MMC正常运行的关键。通，／~SM=0，C处于旁路状态。文献[1—51提出了多种电容电压均衡方案，但均存在一定问题。这里将虚拟映射的概念应用于

8、MMC，建立虚拟子模块与实际子模块之间的映射关系，在此基础上研究了基于CD的选择性VLM电压均衡控制方法。最后在五电平实验平台进行验证，实验结果证明该方法具有较好的电压均衡能力。图1MMC拓扑结构定稿日期：2014—08—04Fig．1MMCtopologystructure作者简介：王亮(1989一)，男，江苏淮安人，硕士，研究方向为电力电子装置与电力传动。根据子模块的工作特性，可将单个桥臂所有77Vo1．49，No．112015年11月’口J'x-I、PowerElectronicsNOV．