多电平电流源变流器调制与控制技术的研究

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1、分类号TM744密级公开单位代号10256学号15103015硕士学位论文DissertationforMaster’sDegree多电平电流源变流器调制与控制技术的研究学位申请人：李俊刚指导教师：姚钢学科专业：电气工程电力系统及其自动化学位类别：工学硕士所属院系：电气工程2018年2月分类号TM744密级公开单位代号10256学号15103015上海电力学院硕士学位论文多电平电流源变流器调制与控制技术的研究学位申请人：李俊刚指导教师：姚钢学科专业：电气工程电力系统及其自动化学位类别：工学硕士论文定稿日期：2018.2摘要多电平

2、电流源变流器调制与控制技术的研究摘要近年来绿色出行的理念推动了电动汽车的快速发展，大容量储能以及电动汽车充电桩因而成为研究的热点，而这些需要低压大电流技术的支撑，多电平电流源变流器恰巧具有这一特性。因此，伴随着超导储能技术的发展，电感储能效率问题得到解决，多电平电流源变流器将具有广阔的应用前景。本文对于国内外多电平电流源变流器的研究现状进行了总结，对于典型的多电平电流源变流器的优势与不足进行了概括，对于阶梯波调制、特定次谐波消除调制、载波脉宽调制以及多电平空间矢量调制的特性进行了分析，并对于电感分流型多电平电流源变流器的均流算法

3、进行了归纳。首先，针对多电平电流源变流器拓扑以及调制方法方面的优缺点，本文引入了适合较低电平数的基于最近电平逼近调制（NLM）与脉宽调制（PWM）混合的级联式拓扑。NLM单元子模块共用直流电流源，PWM单元子模块与NLM单元并联，低频+高频的调制组合综合了两种调制方法分别在开关损耗和谐波含量方面的优点。低频模块采用排序算法平衡各分流电感上的电流，保证变流器的正常工作。高频PWM调制模块起到补偿低频模块输出电流谐波，降低谐波畸变率的作用。在Matlab/Simulink中对本文所提出的拓扑以及控制算法进行仿真实验，并采用dSPAC

4、E/DS1006控制器进行硬件实验，仿真以及实验结果表明本文所提拓扑以及控制算法是行之有效的。然后，本文简单说明了三相电流型PWM整流器数学模型、三值逻辑调制方法，并使用MATLAB/Simulink对三相静止坐标下和两相旋转坐标系下的直接控制策略进行对比分析。最后，介绍了三相电流型模块化多电平变流器（MMC）拓扑，分析了其工作原理和数学模型，针对可能产生的子模块电感电流不均问题，引入子模块电感电流均衡算法，并在MATLAB/Simulink中搭建三相电流型I上海电力学院硕士学位论文MMC仿真模型，验证了子模块电感电流均衡算法的

5、有效性。关键词：多电平电流源变流器，混合调制，排序算法，子模块电流平衡，双闭环控制IIABSTRACTRESEARCHONTHEMODULATIONANDCONTROLTECHNIQUEOFMULTILEVELCURRENTSOURCECONVERTERABSTRACTInrecentyears,theconceptofgreentravelhaspromotedtherapiddevelopmentofelectricvehicles.Largecapacityenergystorageandelectricvehiclech

6、argingpileshavebecomethefocusofresearch.Theseneedthesupportoflowvoltageandhighcurrenttechnology,multi-levelcurrentsourceconverterhappenstohavethischaracteristic.Therefore,withthedevelopmentofsuperconductingenergystoragetechnology,theproblemofinductiveenergystorageeff

7、iciencyissolved,andthemultilevelcurrentsourceconverterwillhaveabroadapplicationprospect.Inthispaper,thecurrentresearchstatusofmultilevelcurrentsourceconvertersathomeandabroadissummarized,theadvantagesanddisadvantagesofatypicalmultilevelcurrentsourceconverteraregenera

8、lized,thecharacteristicsofstepwavemodulation,specificsubharmoniceliminationmodulation,carrierpulsewidthmodulationandmultilevelspace