模块化多电平换流器的电容电压平衡方法-论文.pdf

《模块化多电平换流器的电容电压平衡方法-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第34卷第7期电力自动化设备Vo1．34No．72014年7月ElectricPowerAutomationEquipmentJu1．2014《奎》模块化多电平换流器的电容电压平衡方法薛畅，申科，纪延超，江滨浩(哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：为解决模块化多电平换流器(MMC)在采用载波移相调制时的电容电压平衡问题．提出一种基于载波交换的平衡方法该方法位于调制层，不改变子模块的调制波．既不影响输出电压波形．也不会产生额外的开关损耗。首先详述了MMC的拓扑结构、工作原理以及调制方式：分析了开关状

2、态交换时可能会出现的4种情况，分别是存在上升沿时桥臂电流大于0或小于0和存在下降沿时桥臂电流大于0或小于0：给出了具体的电容电压平衡方法及流程图。实验结果表明．所提方法可快速有效地将桥臂的电容电压集中在参考值附近．且各路电压之间无大幅波动．具有很好的平衡效果·关键词：模块化多电平换流器；载波移相调制；电容电压平衡；调制层；载波交换；电压控制：换流器中图分类号：TM46文献标识码：ADOI：10．3969／i．issn．1006—6047．2014．07．0050引言CPSPWM由于具有谐波特性好、可控性强、易于实现、适用于模块化

3、结构等优点，在多电平逆变器中得近年来．多电平技术已逐步取代多重化技术和到了广泛应用_12]当MMC采用上述前3种调制方串联开关技术．成为柔性输电工程的首选[卜。由法时．往往通过排序法或脉冲轮换法来平衡子模块MarquardtR于2001年提出的模块化多电平换流器的电容电压排序法是根据电容电压对子模块进行MMC(ModularMultilevelConverter)是多电平技术排序．再由桥臂电流的方向决定各子模块的开关状的一大飞跃_3_11]．由于其子模块为半桥式斩波电路．态(需保证总的合成电压不变)[8-9]排序法会造成额故亦被

4、称为半桥式级联换流器。MMC独特的模块化外的开关动作．导致开关损耗增大脉冲轮换法是一结构和可扩展性使其可有效实现高电压等级下的电种开环控制方法．其通过触发脉冲的轮换使同一桥能变换。与链式逆变器不同，MMC不仅适用于无功臂中各子模块的投入时间基本相同．从而消除由调补偿领域．由于具有公共直流侧．更加适用于背靠背制方式引起的电压不平衡[n]。但在实际应用中．每和轻型直流输电系统u]。自从MMC被提出后．子个子模块的运行参数并不相同．所以脉冲轮换法不模块电容电压的平衡问题一直是研究热点。能从根本上解决问题。当MMC采用CPSPWM时．目

5、目前多电平逆变器的调制方法主要有阶梯波调前国内外文献所提出的平衡方法都是调制波增量制、空间矢量调制、载波层叠调制和载波移相调制法Il4。．即在每个子模块的调制波上叠加若干增量．CPSPWM(CarrierPhaseShiftedPWM)等。其中以实现对有功功率的合理分配．使各子模块的电容收稿日期：2013—08—13：修回日期：2014—05—06电压稳定在参考值附近。调制波增量法位于控制层．基金项目：国家自然科学基金资助项目(51177020)是宏观的．通常需要一个总控制环和若干针对各子Projectsupportedbyth

6、eNationalNaturalScienceFoundationofChina(51177020)模块的分控制环当子模块的数目增大时，该方法的PrincipleandstabilityanalysisofvalleyVcontrolledBoostconverterHEShengzhong，XUJianping，ZHOUGuohua，WUSongrong，ZHANGXi(KeyLaboratoryofMagneticSuspensionTechnologyandMaglevVehicle，MinistryofEducation

7、，SchoolofElectricalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：TheoutputvoltagerippleofBoostconverterisanalyzedandthevalleyVcontroltechniqueisappliedtoit．TheoperationalprincipleofvalleyVcontrolledBoostconverterisanalyzedanditssystemstabilityi

8、sinvestigated．Theinfluenceofslopecompensationonitssystemstabilityisstudied．Asimulationmodelandanexperimentalplatformareconstructedb