级联型多电平逆变器最小总谐波失真阶梯调制策略研究.pdf

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1、第42卷第19期电力系统保护与控制Vb1．42No．192014年10月1日PowerSystemProtectionandControlOct．1．2O14级联型多电平逆变器最小总谐波失真阶梯调制策略研究李素非，李国杰，翟登辉，王卫星(1．电力传输与功率变换控制教育部重点实验室，上海交通大学电气工程系，上海200240；2．许继电气股份有限公司，河南许昌461000)摘要：为了降低级联型多电平逆变器的输出电压谐波分量，提出了一种新颖的基于KKT条件最优化方法的阶梯调制策略。利用KKT条件法，经过严格的数学推导，得到相应的导通角计算方法，所提出的阶梯调制策略能够在任意调制系

2、数下最小化阶梯波输出的总谐波失真(THDo另外利用牛顿一拉普逊迭代法来求取上述导通角计算中的关键参数。为了克服牛顿一拉普逊迭代法计算速度慢的缺点，提出了幂函数逼近法来简化计算复杂度。最后，对上述方法进行了仿真分析，得到了固定和可变调制系数下的级联逆变器输出电压波形和其频谱分布。仿真结果证实了调制策略的有效性。关键词：级联型多电平逆变器；总谐波失真；阶梯调制；KKT条件法；函数逼近StaircasemodulationstrategywithminimumtotalharmonicdistortionforcascadedmultilevelinvertersLISu．fei

3、，LIGuojie，ZHAIDeng．hui，WANGWei—xing(1．KeyLaboratoryofControlofPowerTransmissionandConversion，MinistryofEducation(DepartmentofElectricalEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity)，Shanghai200240，China；2．XujiElectricCo．，LTD，Xuchang461000，China)Abstract：Inordertodecreasetheoutput-voltageharmonicc

4、omponentsofcascadedmultilevelinverter，thispaperproposesanovelstaircasemodulationstrategybasedonKarush-KuhnTucker(KILT)conditions．WithKKTconditionsandrigorousmathematicalderivation，thispaperacquiresthecorrespondingcalculationmethodofconductingangles，andtheproposedstaircasemodulationstrategy

5、canminimizethetotalharmonicdistortion(THD)underarbitrarymodulationindex．Furthermore，thispapertakesadvantageofNewton．Raphsoniterationmethodtoobtainthekeyparameterintheaforementionedconductinganglecalculationmethod．ToovercomethedeficiencyofslowcalculationspeedofNewtonRaphsoniterationmethod，t

6、hispaperproposesthepowerfunctionapproximationapproachtosimplifycalculationcomplexity．Finally,thispaperundertakessimulationanalysisandobtainstheoutputvoltagewaveformsandtheirfrequency-domaindistributionsunderbothfixedandvaryingmodulationindices．Simulationresultsverifytheeffectivenessofthemo

7、dulationstrategy．ThisworkissupportedbyN~ionalNaturalScienceFoundationofChina(No．51477098)，NationalHighTechnologyResearchandDevelopmentProgramofChina(863Program)(No．2012AA050212)，andInternationalS&TCooperationProgramofChina(No2013DFG71630)．Keywords：cascadedmult