基于附加调制电压的链式逆变器直流电压平衡控制.pdf

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1、第43卷第4期华北电力大学学报Vo1．43，No．42016年7月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityJu1．，2016doi：10．3969／j．ISSN．1007—2691．2016．04．05基于附加调制电压的链式逆变器直流电压平衡控制罗超，肖湘宁，陈征，陶顺(1．华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室，北京102206；2．国网节能服务有限公司，北京100052)摘要：首先推导了稳态情况下链式逆变器各子模块直流电容电压变化量与附加调制电压的数学关系式，揭示了基于附加调制电压的直流电压平衡控制策略的控制原理，并指出了其三

2、种控制方式，对其控制复杂度、解耦特性、调节能力进行了分析。基于无功电流分量定向的附加调制电压的控制方式，分析了控制参数与均压效果的定量关系，给出了链式逆变器子模块直流电压均衡控制策略及控制参数的设计思路。最后，采用PSCAD／EMTDC建立了仿真模型，仿真结果表明了相关分析的正确性。关键词：链式逆变器；直流电压平衡；附加调制电压；无功电流定向；分层控制中图分类号：TM46‘l文献标识码：A文章编号：1007—2691(2016)04—0027一O7DCVoltageBalanceControlofCascadeMultilevelInverterBasedonModulati

3、ngVoltageSuperpositionLUOChao，XIAOXiangning，CHENZheng，TAOShun(1．StateKeyLaboratoryofAlternateElectricalPowerSystemwithRenewableEnergySources，NorthChinaElectricPowerUniversity，Beijiag102206，China；2．StateGridEnergyConservationServiceCo．，Ltd．，Beijing100052，China)Abstract：Inthispaper，mathematic

4、alrelationalexpressionbetweenDCvoltagevariationofeachmoduleandsuperim-posedmodulatingvoltageisdeduced，whichrevealstheprincipleofDCvoltagebalancecontrolofcascademultilevelin-verterbasedonmodulatingvoltagesuperposition．Furthermore，threecontrolmodesareproposedmeanwhile，thecom-plexity，decouplin

5、gcharacteristicandadjustmentabilityofeachmodeareanalyzed．Basedonsuperimposedmodulatingvoltageorientatedonreactivecurrent，quantitativerelationshipbetweenthecontrolparametersandbalanceeffectisde·rivedandthedesignmethodofDCVohagebalancecontrolstrategyiscarriedout．Finally，simulation，basedonPSCA

6、D／EMTDC，isestablished，andresultsdemonstratethevalidityoftheanalysis．Keywords：caseadtBmuhilevelinverter；DCvoltagebalancecontrol；superimposedmodulatingvoltage；hierarchicalcontrol；reactivecuv：entoriented由于其存在可靠性不高、电压波动大、谐波较多等0引言问题，应用范围极其有限。为了进一步提高电力电子换流器处理较大功率的能力。国内外学者对电压源型逆变器技术在电力系统中有广泛的换流器的拓

7、扑学做出了大量探索，最具代表性的应用。传统的普通换流器(两电平换流器)，成果有多重化技术、组合换流器技术以及多电平换流器。目前，链式结构的逆变器(cascademulti．1evelinverter，CMI)技术日趋成熟，在无功补偿、电收稿日期：2015-i0-24．能质量控制等领域得到了广泛的运用。这种变换基金项目：国家自然科学基金资助项目(51207051)；中央高校器输出波形具有较好的谐波频谱，且每个开关器基本科研业务费专项资金资助项目(2015XS13)．28华北电力大学学报件承受的电压应力较小