《超模块化多电平直流输电系统MSHE-PWM控制》.pdf

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1、第49卷第6期电力电子技术Vo1．49，No．62015年6月PowerElectronicsJune20l5超模块化多电平直流输电系统MSHE．PWM控制郭昆亚，王常清，马荣琳2,3，高厚磊(1．国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司，辽宁沈阳110811；2．山东大学，电气工程学院，山东济南250061；3．山东迪生电气股份有限公司，山东济南250061)摘要：为优化高压直流输电(HVDC)接入点电能品质，提出～种模块化多电平选择谐波消除脉宽调制(MSHE-PWM)方法。MSHE．PWM方法在保持功率器件最低动作频率的基础上，

2、可满足输出PWM波形低次谐波的精确消除。首先，建立了模块化多电平换流器(MMC)拓扑的基本数学模型，指出了子模块(SM)均压控制原理；分析了MSHE．PWM开关角度离线求取原理与实现方式；最后，基于MMC无功补偿实验样机进行MSHE．PWM控制性能验证。实验结果表明，所提MSHE．PWM方法满足低开关频率、无低次谐波等性能指标，验证了其应用于HVDC接入点电能品质优化的可行性和有效性。关键词：换流器；模块化多电平；低开关频率中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)06—0036—03MSHE．

3、PWMControlofModularMultilevelDCPowerTransferSystemGUOKun—ya，WANGChang—qing，MARong—lint。，GAOHou—lei(1．ShenyangPowerSupplyCompany，StateGridLiaoningElectricPowerCo．Ltd．，Shenyang110811，China)Abstract：TooptimizethepowerqualityofthehighvoltageDCtransferconnectingpoint，amu

4、ltilevelselectivehat—moniceliminationpulsewidthmodulation(MSHE—PWM)methodisproposed．MSHE·PWMkeepsthelowestoperating~equencyofpowerdevice，anditcallaccuratelytoeliminatetheloworderharmonics．First，thebasicmathematicalmodelofmodularmultilevelconve~er(MMC)topologyisestab

5、lished，contrastanalysisofthetwomethodsofpulsese·quencemodulationMMCandcapacitorvoltagebalancemechanismofsub-module(SM)．Theswitchanglesofiinecal-culatingprincipleandimplementationwayofMSHE—PWMisanalyzed．Finally，thecontrolperformanceofMMCunderMSHE—PWMisverified．Theexp

6、erimentalresuhsshowthattheproposedMSHE—PWMmethodmeetsthelowswitchingfrequency，lowharmonicperformanceindicators，etc．Thefeasibilityandeffectivenessoftheproposedmethodareveri—fledbyexperimentalresults．Keywords：conve~er；modularmultilevel；lowswitchingfrequencyFoundationP

7、roject：SupposedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．60673153)；TheNationalHighTe-chnologyResearchandDevelopmentProgram(863Program)Project(No．2012AA050213)1引言环节．直接决定了HVDC换流系统输出电压品质、开关动作频率、谐波分布特性等。目前，主流PWM随着对智能电网研究的不断深入，电力电子控制策略有载波移相PWMtsl和载波层叠PWM【】技术在现代电网中也扮演着

8、越来越重要的角色[1]。两种。从本质上讲，两种方法都属于载波调制，受MMC【z】是针对特高压、大功率直流输电系统所研制限制于PWM技术对载波比的要求。使得HVDC系的一种新型拓扑，其特有的模块化设计、故障容错统的开关频率通常运行在1kHz以上，造成MMC运行、单一电源供电、恶