模块化多电平变流器技术研究及其svg实验

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1、★第三届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛论文集★模块化多电平变流器技术研究及其SVG实验邓明1，吴强1，张志学2，唐刽刽1，谭胜武1，何伯钧1，秦灿华1(1．株洲变流技术国家工程研究中心有限公司株洲湖南412001；2．南车电气技术与材料工程研究院株洲湖南412001)【摘要】主要介绍了模块化多电平变流器的拓扑结构与工作原理，提出了适用于模块化多电平变流器的控制策略与子模块储能电容预充电策略，根据文章提出的变流器拓扑研制了SVG样机，相关实验结果表明，模块化多电平变流器具有良好的动态响应性能，输出电压

2、电平数较高，电压谐波含量小，工程应用前景十分广阔。【关键词】模块化多电平变流器；最近电平逼近；预充电；SVG实验TechnologyResearchandSVGExperimentationofModularMultilevelConverterDENGMingl，WUQiangl，ZH度NGZhi-xue2，TangJian-zhaol，TanSheng-wul，HeBo-junl，QinCan-hual(1．ZhuZhouNationalEngineeringResearchCenterofConverte

3、rsCo．，Ltd．，ZhuZhou，、HuNan，412001，China；2．CSRResearchofElectricalTechnology＆MaterialEngineeringZhuZhou。HuNan，412001，China)Abstract：ItmainlyintroducedthetopologyandworkingprincipleofModularMultilevelConverter。putfo朋ardacontrolstrategyandsub-modulestoragecapaci

4、torpre-chargingstrategyforthemodularmultilevelconverter，accordingtotheproposedconvertertopologydevelopedtheprototypeofSVG，relevantexperimentalresultsshowthatthemodularmultilevelconverterhasagooddynamicresponseperformance，highernumberofoutputvoltagelevels，sma

5、llvoltageharmoniccontent，hasverybroadapplicationprospects．Keywords：ModularMultilevelConverter；NearestLevelModulation；Pre—charge；SVGExperimentationO．引言近年来，多电平变流技术(主要是指电压源型多电平变流器)得到不断推广。采用多电平技术的变流器可避免功率开关器件直接串联，具有输出电压高、谐波含量低、电压变化率小、功率开关器件电压应力小、开关频率低等优点，可应用于柔性直

6、流输电、中压大功率交流调速、电力系统静止无功补偿等领域。目前常见的电压源型多电平变流器拓扑大致可分为箝位型和单元级联型两大类，前者根据箝位元件不同可分为二极管箝位型多电平变流器(Diode．ClampedMultilevelConverter，DCMC)[1-31、飞跨电容型多电平变流器(Flying．CapacitorMultilevelConverter，FCMC)[4-5]；后者的典★第三届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛论文集★型代表是级联H桥型多电平变流器(CascadedH．bridgeM

7、ultilevelConverter，CHMC)[6-71。随着输出电平数增加，箝位型多电平变流器中箝位元件的数量急剧增加，当电平数较高时，其结构和控制将变得非常复杂，因而无法应用于更高的电平输出等级，其输出电平数一般不高于五电平【81；相比箝位型多电平变流器，CHMC无需箝位元件，模块化结构设计方便系统扩容和引入冗余控制模式，悬浮直流电容电压便于实现软件均压控制，但对于需要实现有功能量处理的场合，CHMC的各H桥单元分别需要独立的直流供电电源，一般通过多绕组隔离变压器整流后实现，极大增加了系统的复杂程度和成本

8、19J。鉴于现有传统多电平变换器在较高应用电压等级、有功功率传输场合等方面存在的不足，文献[10-121提出了模块化多电平变流器(ModularMultilevelConverter，MMC)的思想，具有十分的创新性和推广价值。该拓扑采用模块化设计，其特点第一是通过调整子模块的串联个数可以适应电压及功率等级的变化，并且可以扩展到任意电平输出，灵活性好；第二是输出电平数高，输出电压非常平