模块化多电平变换器最近电平控制分析及改进措施研究

《模块化多电平变换器最近电平控制分析及改进措施研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号学号M201271215学校代码10487密级硕士学位论文模块化多电平变换器最近电平控制分析及改进措施研究学位申请人：廖永福学科专业：电气工程指导教师：林磊副教授答辩日期：2015年5月19日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringAnalysisandimprovementonnearestlevelcontrolmethodofmodularmulti-levelconverterCandidate：LiaoYongFuMajor：Ele

2、ctricalEngineeringSupervisor：AssociateProfessorLinLeiHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授

3、权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在____________年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士论文摘要模块化多电平变换器(ModularMultilevelConverter,MMC)拥有高度模块化结构，优越的冗余设计及控制性

4、能，很强的不平衡运行能力，良好的故障穿越及黑启动能力，较低的器件应力等优点，并且在高压柔性直流输电、电能质量治理、中高压大功率的电机驱动等高压大功率领域具有广阔的应用前景。本文以MMC调制技术为主要研究对象，对最近电平控制(NearestLevelControl,NLC)方法进行了深入的分析和研究。本文采用等效模型的方法，介绍了模块化多电平变换器的工作原理。推导了NLC方法下MMC等效交流输出电压表达式，并对其进行了深入的分析，具体如下：(1)针对等效交流输出电压电平数分段解析表达式不够完善的问题，推导了电平数关于控制系统的采样频率、子模块数、交流电压调制比的完整的解析表达式。

5、并采用数值计算的方法，对电平数特性进行了分析，得到了NLC控制方法下采样频率选取的理论依据。(2)对输出电压波形进行了傅里叶分析，推导了基波、谐波详细计算的解析表达式，并根据输出波形基频周期内呈现负对称的特性，对其进行了简化，得到了基波、谐波简化计算的解析表达式。根据基波、谐波的解析表达式，采用数值计算的方法，分析了输出波形的谐波特性以及THD的大小。(3)对于子模块数不多的场合，NLC方法存在着输出波形谐波含量大，子模块电容电压波动幅值大等问题。因此提出了两种改进方法：一种是基于电平取整值增多的方法，即在常规NLC取整值中加入0.5的小数分量的方法；另一种是基于电平数增多的方

6、法，即在桥臂电感上加入0.5个电平的方法。两种方法都能增加输出波形电平数，从而有效减小谐波含量。对上述NLC的分析及改进方法进行了仿真验证，并搭建了单相16模块的MMC整流器，进行了相关的实验，验证了MMC的基本原理以及改进型NLC方法的可行性。关键词：模块化多电平变换器调制最近电平控制电平数总谐波畸变I华中科技大学硕士论文AbstractThemodularmulti-levelconverter(MMC)hasmanyadvantages,suchashighlymodulararchitecture,superiorredundantdesignandcontrolper

7、formance,strongabilityworkingonimbalanceconditions,goodfaultridingthroughperformanceandself-startability,lowercomponentstressesetc.itisparticularlysuitabletoapplicationswithhighvoltageandlargepowercapacity.Thereforemodularmulti-levelconverterhasbro