一种模块化多电平的改进最近电平调制策略

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)因其模块化设计易于扩展、开关频率低等特点,在中高压大功率系统中得到越来越多的应用;而最近电平调制(nearest level modulation,NLM)作为一种实时阶梯波调制方式,常用于上百个电平数的场合。首先对MMC的基本结构和最近电平调制的运行机理进行分析,推导出该调制策略所存在的固有缺陷;在此基础上,提出了改进的最近电平调制策略。通过引入调制波与阶梯波间偏差,有效避免了在电平数较低情况下电容电压波动、环流等问题。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了MMC仿真模型,对改进前后的最近电平调制策略进行了比较分析。仿真结果表明该改进调制策略可以提高系统的稳态运行特性,对子模块电容电压波动和环流产生抑制作用。     

模块化多电平变换器在风力发电系统中的应用

本文首先介绍了多电平变换器的产生背景和发展、多电平变换器在风力发电中的应用,然后总结了现有的多电平变换器存在的问题和不足。在此基础上,重点研究了一种新型的模块化多电平变换器的拓扑结构和工作原理。此种结构简单、灵活,十分适用于直驱型风力发电系统。     

模块化多电平功率变换器建模与控制

子模块均压控制是保证系统正常运行的前提,而模块化多电平变换器(MMC,modular multilevel converter)工作时各子模块电容电压不能时刻保持均衡.为了解决此问题,文中采用载波移相的调制策略以及冒泡排序算法对MMC子模块电容电压进行有效控制,使其达到均衡.最后通过MATLAB搭建了MMC仿真模型,仿真结果验证了理论分析的正确性与控制策略的有效性.     

基于模块化多电平变换器的有源滤波器研究

随着电气化铁路的日益发展,谐波、负序大量增多,在电网中运行的有源滤波器(Active Power Filter,APF)在补偿时可能会遇到待补偿容量大于装置实际输出容量的情况,模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter,MMC)结构因具有结构模块化易于扩展、所需元件少、可以避免补偿装置的频繁投切对电网造成的扰动等优点,其研究对APF灵活扩容具有重大意义,且多电平结构的有源滤波器自身输出谐波含量少,适用于有源补偿场合。该文对基于模块化有源滤波器进行分析与仿真,通过仿真结果证明模块化多电平型有源滤波器可以提高补偿性能。     

模块化多电平变换器（MMC）工作原理的分析

本文介绍了模块化多电平变换器（MMC）的应用背景,然后以五电平MMC变换器的拓扑机构为例,详细地分析了它的拓扑结构和工作原理。模块化多电平变换器克服了常规多电平变换器的不足,具有结构简单、控制方法灵活和易于拓展等优点,十分适合模块化生产。     

基于调制比跟踪的三电平变换器VSVPWM策略研究

在采用虚拟空间矢量调制策略的二极管钳位型三电平变换器中,参考矢量经过的小三角形区域多,电压畸变率高,且虚拟中矢量幅值无法随着调制比的变化而调节电压畸变率.针对该问题,提出了一种减小线电压谐波畸变率的基于调制比跟踪的虚拟空间矢量调制策略.首先分析了传统虚拟空间矢量调制策略的小三角形区域划分方法,指出其参考矢量经过的小三角形区域多,电压畸变率高;然后提出了一种基于调制比跟踪的虚拟空间矢量调制策略,该策略在虚拟中矢量幅值与传统中矢量幅值的比值等于调制比时线电压总谐波畸变率取得的最小值;最后在Matlab/Simulink平台上验证了所提虚拟空间矢量调制策略,仿真结果证明所提出的调制策略简单、正确、有效.     

单级模块化多电平矩阵变换器支路间电容电压平衡

模块化多电平矩阵变换器(MMMC)能实现三相交流系统到三相交流系统的能量变换,具有可四象限运行、系统模块化以及良好的低频特性等优点,可直接应用于高压大容量变频调速系统。传统MMMC由于不含支路空心电感,与带支路电感MMMC相比能减小系统的体积与重量,该文针对单级传统MMMC支路电容电压,基于开关次数最优的导通支路选择策略,数值仿真分析了MMMC拓扑H桥支路电容电压的波动,在此基础上提出MMMC拓扑H桥支路间电容电压平衡策略。该策略减小了H桥支路电容电压的波动,通过实验样机验证了该策略的可行性。     

模块化多电平拓扑结构在统一潮流控制器中的应用

本文分析了一种采用模块化多电平技术的潮流控制器（MMC-UPFC）的拓扑结构,指出该拓扑具有可靠性好、模块化程度高、容量拓展灵活等特点。同时分析了MMC运行特征,并将模块电容均压与脉宽调制技术相结合,提出了一种即能实时保持模块电容均压又可极大减少开关动作次数的脉宽调制策略。本文最后通过仿真,验证了上述控制策略的正确性。     

基于载波实现的多电平SVPWM调制策略

为了降低多电平电压空间矢量调制(SVPWM)在实际应用中的复杂性,改善多电平变换系统的实时性.通过结合载波移相和载波层叠两种调制策略的优点,提出一种基于载波实现多电平SVPWM调制策略,不仅能够提高直流利用率,减小输出电压谐波成分,而且能大幅改善算法的计算复杂度,并且计算量不会随着电平数的增多而增加,因此可以方便扩展至任意电平.此外,新的调制策略可以保证单元箱之间的功率均衡,维持现有多电平结构中模块化的优点.最后,通过仿真和实验,验证了本文提出调制策略的有效性.     

模块化多电平变流器输出电流谐波抑制策略

最近电平逼近是模块化多电平逆变器(MMC)常用的调制方法之一,当模块数偏少,或者调制电压过低时,输出电流会产生畸变.从原理上分析了MMC输出电流谐波畸变产生的原因,然后提出了一种抑制MMC输出电流谐波的控制方法.该方法对输出电流进行分频提取后通过PI调节器得到反相谐波电压,最后将反相谐波电压叠加到调制电压上获得总的参考电压.所提出的方法简单可行,易于实现.仿真分析和实验结果表明,采用本文所提出的方法,模块化多电平变流器输出电流的畸变得到较好的抑制.     

混合型模块化多电平换流器的改进载波移相控制策略

基于半桥子模块和全桥子模块组成的子模块混合型模块化多电平换流器桥臂不仅具备直流侧故障自愈能力,而且具有更高的设备利用率和更低的功率损耗特性,提出一种适用于换流器输出电平数较少的该类子模块混合型模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的改进载波移相控制策略。该控制策略将载波移相调制和基于排序的传统子模块电容电压均衡方法相结合,采用附加控制器维持半桥和全桥子模块阀段间电压平衡,并在PSCAD/EMTDC中搭建子模块混合型MMC仿真模型。研究结果表明:所提出的改进载波移相控制策略是可行和有效的,采用附加控制器可维持半桥和全桥子模块阀段间电压平衡,有效避免最近电平逼近调制(nearest level modulation,NLM)应用于电平数较少换流器带来的谐波问题,提高波形质量,适用于子模块数量较少的低电压场合。     

基于最近电平调制的MMC控制策略研究及仿真

模块化多电平换流器(MMC)因其开关耗损小、不依赖于器件串联技术等优势,成为高压大功率变流领域的研究热点.简要分析了基于MMC的最近电平调制(NLM)的原理,在电容电压排序法的基础上提出了上下桥臂电压的平衡控制.在Matlab/Simulink仿真环境下搭建了基于MMC的最近电平逼近调制及其整流的仿真,结果表明最近电平逼近调制方式十分适用于MMC的大功率场合.     

一种改进的模块化多电平换流器模型预测控制策略

模块化多电平换流器以其高效率、低谐波、开关频率低的特点在高压高功率输配电领域得到了日益广泛的应用。模型预测控制可以控制多个被控变量。传统模型预测控制应用于具有大量子模块的模块化多电平换流器系统时,计算量巨大,无法实现实时控制。本文提出一种基于桶排序的双层模型预测控制方法。对电容电压进行桶排序,将电压排序后的子模块按次序等分为若干组,通过第一层模型预测控制确定需要插入桥臂的组数,再通过第二层模型预测控制进一步确定需要插入的子模块。在PSCAD/EMTDC下搭建模块化多电平换流器仿真系统,验证了所提方法的有效性。     

多电平矩阵变换器系统的数学模型

多电平矩阵变换器（MMC）是在多电平逆变器和传统矩阵变换器（CMC）的基础上发展的一种新颖电力电子变换器.笔者介绍其拓扑电路,采用基于空间矢量调制策略,以电容电压、输入侧电流和输出侧电流为状态变量,建立了由供给电源、输入电感、多电平矩阵变换器和阻感性负载组成的系统的状态平均模型,为设计其控制器及深入研究提供参考.     

多电平变换器的发展及现状

多电平变换器是当前高电压大功率电能变换领域中的研究热点之一。在了解了多电平逆变器的产生背景之后,我们比较多电平逆变电路的电路拓扑和调制方式,并对中性点嵌位型逆变器存在的问题进行分析,可以预见多电平逆变器在不久的将来会在高压大功率的场合得到更为广泛的应用。     

模块组合型多电平变换器的控制策略

对模块组合型多电平变换器(MMC)的脉冲调制策略和电压控制策略进行了理论分析和实验研究,建立了MMC系统的数学模型,在此基础上提出一种适用于MMC特点的载波移相SPWM控制策略和电压控制策略,无需额外的硬件电路,即可实现对MMC功率单元直流电容电压良好的稳压和均衡控制效果.通过一台三电平MMC实验样机的实验结果,分析了其稳态和静态工作特性,验证了控制策略的有效性.     

基于DSTATCOM应用的多电平变换器拓扑研究进展综述

近年来用户电能质量问题越来受到重视,DSTATCOM作为DFACTS核心控制器已成为研究热点,本文综述主流的多电平变换器拓扑的发展脉络,探索了多电平电路改进的一般思维规律,重点对适合DSTATCOM运行环境的多电平主电路拓扑形式的优缺点进行了比较,并对DSTATCOM主电路研究趋势进行了展望。     

模块化多电平变流器的STATCOM电容电压改进平衡控制研究

模块化多电平变流器(MMC)子模块电容电压的平衡与否严重影响STATCOM对电网无功的补偿效果。文中针对传统PI控制器无法抑制环流对均压效果的影响,根据能量均分原则和电压均衡原则,使用PIR控制器对环流实现无静差调节。首先通过平衡控制器产生对应于每个子模块的参考电压,并结合载波移相调制策略(CPS-SPWM)来修正MMC每个子模块开关器件的调制波,确保各子模块的电容电压维持在一个较小的动态波动范围内,最终使STATCOM对系统具有较好的无功补偿效果。最后,运用MATLAB/SIMULINK仿真软件验证了所提策略具有较好的均压效果。     

H桥多电平逆变器的新型调制

针对传统PD调制法应用在级联H桥多电平逆变器时存在的输出功率不均衡问题,提出一种基于1/4输出周期载波循环的优化调制策略,使得逆变器各级联单元的输出功率均衡,且开关管的最高开关频率降为原来的一半,降低了开关损耗.该优化调制策略比传统PD调制需要的三角载波数量更少,调制更简单.以四单元级联H桥多电平逆变器为例进行理论分析,并通过仿真实验验证了所提方法的正确性.