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模块化多电平换流器的电容电压波动抑制技术研究

1.69万字 43页 原创作品已通过查重系统


摘 要
模块化多电平换流器(modular multilevel converter MMC)作为高压直流输电(high voltage direct current HVDC)的多电平拓扑换流器，相较于其他拓扑结构有开关损耗低、结构简单、扩展性强、输出谐波小等多种优点。作为MMC的固有缺陷，电容电压波动将对系统运行产生不良影响。尤其对于电机控制，在低频低速运行时MMC需要更大的电容来抑制波动，这将限制MMC在电机驱动等工业领域的应用。如何抑制MMC在低频情况下的电容电压波动成为了研究的难点和要点。本文分析了MMC的工作原理、调制策略及相关控制方法。在此基础上详细的分析了MMC子模块电容电压波动形成机理，并从桥臂能量的角度分析了如何抑制电压波动，并采用一种基于闭环环流注入的电容电压波动抑制方法。本文还提出了适用于MMC低频运行的整体控制策略以及梯形波注入的思想。在理论方法提出后，本文通过在MATLAB的Simulink中搭建的仿真模型验证了电容电压波动抑制方法的有效性。最终在样机上进行实验，得出实验结果。

关键词：模块化多电平换流器(MMC)；低频运行；波动抑制；梯形波注入