新型模块化多电平变换器的PWM控制.pdf

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1、电气传动2011年第41卷第9期ELECTRICDRIVE2O11Vo1．41No．9新型模块化多电平变换器的PWM控制廖其艳，郭家虎，赵埕萱(安徽理工大学电气与信息工程学院，安徽淮南232001)摘要：新型模块化多电平变换器MMC(modularmultilevelconverter)通过子模块电压叠加输出高电压，输出电压谐波含量少，且无需额外的滤波器和变压器，十分适用于轻型直流输电系统中。由于MMC各桥臂级联多个子模块，各子模块中通过对直流储能电容器的双向PWM斩波输出需要的电压，这就需要对各子模块电容电压进行平衡控制。基于MMC

2、的工作原理，提出了一种经过优化的载波移相SPWM调制策略和子模块电容电压平衡控制策略。通过PCAD／EMTDC仿真软件对所提出的控制策略进行了验证，证明了该策略的可行性和有效性。关键词：模块化多电平变换器；载波相移SPwM；电压平衡控制中图分类号：TM46文献标识码：ANewModularMultilevelConvertersandPWMControlIIA0Qi—yan，GU0Jia—hu，ZHAOCheng—xuan(SchoolofElectricalandCommunicationEngineering，AnhuiUnive

3、rsityofScience&Technology，Huainan232001，Anhui，China)Abstract：Newmodularmultilevelconverter(MMC)outputthroughthesub—modulevoltagesuperimposedhighvoltage，lowoutputvoltageharmoniccontent，andnoadditionalfiltersandtransformers，aresuitableforHVDClightsystem．SincethebridgearmM

4、MCcascademultiplesubmodules，eachsub—module，bywayoftheDCstoragecapacitorPWMchopperoutputvoltagerequired，whichrequiresthesub—modulecapacitorvolt—agebalancecontro1．MMC—basedworks，anoptimizedcarrierphaseSPWMmodulationstrategyandthesub—modulecapacitorvoltagebalancecontrolstr

5、ategieswerepresented．ByPCAD／EMTDCsimulationsoftwareoftheproposedcontrolstrategy，thefeasibilityandeffectivenessofthestrategyisproved．Keywords：modularmultilevelconverters；carrierphase-shiftedSPWM；voltage—balancingcontrol策略进行了分析和验证，其中文献[1—2]针对1引言MMC装置级控制提出了一种经过改进的空间矢新型模块化多

6、电平变换器(MMC)因其通过量脉宽调制(SVPwM)的调制策略，但涉及电平子模块电压叠加输出高电压，输出电压谐波含量数较多时，其算法过于复杂。文献[3—4]针对少，且无需额外的滤波器和变压器，十分适用于轻MMC装置级控制提出了一种最近电平逼近的调型直流输电系统中。但由于MMC各桥臂级联多制方法，但由于该方法是一种阶梯波调制，所产生个子模块，需要对各子模块进行平衡控制，而各子的谐波分量较大。以上文献主要研究了系统级控模块间的平衡控制则直接影响到MMC系统的正制策略，对装置级中各子模块的平衡控制策略并常运行。未做过多研究。文献Es]虽对装

7、置级中各子模块文献[1]对MMC控制策略的研究引出了系间的平衡控制做了阐述，但在控制中加入了直流统级控制和装置级控制的思想，将MMC交流侧母线电压的前馈控制。的调制电压信号产生归人系统级控制，将MMC本文通过对MMC拓扑结构的分析，建立了各子模块间的均压控制和调制策略归入装置级控MMC系统的数学模型，在此基础上提出了一种制。文献[1—5]对MMC系统级工作原理和控制经过改进的载波移相调制策略，并提出了一种桥基金项目：国家自然科学基金(50907001)作者简介：廖其艳(1985一)，男，在读硕士，Email：qYIiao@163．co

8、rn—34廖其艳，等：新型模块化多电平变换器的PWM控制电气传动2011年第41卷第9期臂子模块均压控制和稳压控制的平衡控制策略。通过在交流输出电压信号中加入均压分量和稳压⋯一一史巫⋯一分量的方法，很好地实现了各桥臂中子