毕业论文--多电平变流器的拓扑与仿真

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1、第I页湖南大学毕业设计(论文)HUNANUNIVERSITY毕业论文论文题目多电平变流器的拓扑与仿真学生姓名学生学号专业班级自动化1103班学院名称电气与信息工程学院指导老师学院院长200年月日第32页湖南大学毕业设计(论文)摘要随着电力电子技术在新能源、智能电网等方面的应用，高压大功率的电力电子设备的应用日益广泛。由于器件制造工艺的限制，大功率开关器件的功率处理能力和开关频率之间存在着矛盾，往往功率等级越高，开关频率就越低。在功率开关器件没有本质突破的前提下，多电平变流器无疑是解决高压大功率变换问题的最好选择。本文在分析传统

2、多电平变流器拓扑的基础上，重点对模块化多电平变流器(ModularMultilevelConverter，MMC)的拓扑及其控制策略进行了深入的研究。本文首先概述了几种典型的多电平变流器的拓扑结构和控制策略，提出载波移相正弦脉宽调制技术（CPS—SPWM）更适合于本文所采用的MMC的拓扑。其次，详细分析了MMC的拓扑结构和工作原理，建立了MMC的等效数学模型，以该模型为基础，提出了CPS—SPWM技术在MMC中的实现方法，并研究了直流电容电压的控制策略。最后利用PSCAD/EMTDC仿真软件进行了仿真验证，通过对系统稳态特性、

3、动态特性的分析，证明了本文所分析的控制策略的可行性和有效性。关键词：模块化多电平变流器；载波移相SPWM；电压控制第32页湖南大学毕业设计(论文)TopologyandSimulationof multilevelconvertersAbstractWiththedevelopmentofpowerelectronictechnology intheNewEnergy, intelligentElectricGrid andtheotheraspectsofthe applicationofpowerelectronic eq

4、uipment,thepowerelectronicwith highvoltageandhigh power ismoreandmorewidely. Dueto the limitation ofdevicemanufacturingprocess, thereisacontradictionbetweenthe large powerhandlingcapability andswitchingfrequency,usually thepowerlevel ishigher,theswitchingfrequency i

5、s lower. Aslongasthereisnoessential breakthroughinpowerswitchingdevices, multilevelconverter isundoubtedlythebest choicetosolve theconversionofhighvoltageandhighpower. Basedontheanalysisof thetraditional multilevelconverter topology, thispaperfocusesonthe topology a

6、ndcontrolstrategyofModularMultilevel Converter(MMC).Thispaperfirstlyoutlinesseveraltypical topologyandcontrolstrategyof multilevelconverters, proposed carrierphaseshiftedSPWM(CPS—SPWM) technologyismoresuitablefor use in the MMC. Secondly,thispaper putsadetailanalysi

7、softhetopologicalstructureandworking principleofMMC, establishestheequivalentmathematicalmodelofMMCbasedonthemodel, putsforwardthe realizationmethod ofCPS—SPWM inMMC andthecontrolstrategy ofDCcapacitorvoltage. Finally, itissimulatedbyPSCAD/EMTDC simulationsoftware, 

8、throughtheanalysisofthe steady-statecharacteristics, dynamiccharacteristicsofthesystem, provesthefeasibilityandeffectivenessof thiscontrol