模块化多电平环流抑制与载波调制策略研究.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PowerElectronicsJune2015模块化多电平环流抑制与载波调制策略研究郑剑，谢芳芳(1．湖南大学，电气与信息工程学院，湖南长沙410082；2．湖南机电职业技术学院，电气工程学院，湖南长沙410151；3．湖南工业职业技术学院，电气工程系，湖南长沙410208)摘要：为抑制模块化多电平变换器(MMC)的内部环流，提出了两种环流抑制方案：方案1只抑制环流中的交流分量．方案2采用既抑制交流分量同时控制直流分量的控制策略；方案2与方案1相比具有较快的动态响应特性。对各种多电平脉宽调制(PWM)技术进行了比较分析

2、，并重点研究了上、下桥臂分别采用载波交错PWM和非交错PWM时对桥臂电流、子模块电容电压和输出电压、电流的影响，研究结果表明：采用载波交错PWM可改善输出电压、电流波形，但会增加桥臂电流纹波。最后通过Matlab／Simulink仿真和实验验证了理论分析的正确性和所提控制策略的有效性。关键词：变换器；环流抑制；载波调制；中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)06—0012—04ResearchonCirculatingCurrentSuppressingandCarrierModulationStrategyofModularMultilevel

3、ConverterZHENGJian．一，XIEFang—fans~(1．CollegeofElectricalandInformationEn~neeKng，ItunanUn&e~ity，Changsha410082，China)Abstract：Inordertosuppresstheinnercirculatingcllrrcntinmodularmultilevelconverter(MMC)，thispaperpropos-estwosuppressingtechnicalschemes：technique1isaimedateliminationoftheaccompo

4、nentinthecirculatingcur·rent，andtechnique1isaimedatsuppressingtheaccomponentandcontroltheDCcomponentofthecirculatingcurrent．Technique2hasfastdynamicresponsecharacterscomparedwitlltechnique1．Then．analysisandcomparisonofvariouskindsofmultilevelpulsewidthmodulation(PWM)issiven．Theperformanceofint

5、erleavingandnon-inter-leavingthecarrierwaveformsbetweentheupperandthelowerarnlsispresented．Thestudyresultshowsthatthein-tedeavingmodulationCanimprovetheoutputvoltagesandcurrents．butincreasestherippleinthearrncurrents．Fi-nally，boththesimulationbyMatlab／Simulinkandexperimentalresultsdemonstratet

6、hecorrectnessofthetheoreticalderivationandtheefectivenessoftheproposedcontrolscheme．Keywords：converter；circulatingcurrentsuppressing；carriermodulationFoundationProject：SupportedbyScienceandTechnologyAgencyofHunanProvince(No．2011FJ4152)；EducationOficeofHunanProvince(No．11C0482，13C218)1引言负反相层叠法(

7、POD)、交替反相层叠法(APOD)和载波移相PWM(PS．PWM)】。文献[4】详细分析了MMC是一种多电平变换器拓扑结构。具有无MMC内部环流产生的原因及其对桥臂和系统造可比拟的优势：模块化设计易于扩展到更高电压成的影响，提出了运用比例谐振(PR)控制器来抑等级，输出波形畸变率低，电容电压平衡易于控制制MMC内部环流。通过实验验证了MMC在不平等【1]。MMC的核心技术是PWM控制技术，其中三衡和故障情况下均具有很好的动态和稳态性能。角载波调制法是应用最多的一种调