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电力电子变换器模块化多电平变换器拓扑与控制技术设计.docx
资料介绍
电力电子变换器模块化多电平变换器拓扑与控制技术设计
1 引言
模块化多电平变换器（MMC）是高压大功率电力电子变换器的前沿拓扑，通过多个子模块级联，直接输出中高压，省去升压变压器，在高压直流输电（HVDC）、柔性交流输电（FACTS）和海上风电并网等领域应用广泛。MMC的每个子模块是一个半桥或全桥单元，通过控制子模块的投入和切除，在交流侧合成正弦电压波形。MMC的优点是输出电压谐波含量极低、开关频率低、损耗小、模块化设计易于扩展和冗余。本章将系统阐述MMC的拓扑结构、子模块类型、调制策略、电容电压平衡控制以及环流抑制技术，为MMC设计提供系统指导。
2 拓扑结构
2.1 基本结构
MMC由三个相单元组成，每个相单元分为上桥臂和下桥臂，每个桥臂由N个子模块和一个桥臂电感串联组成。子模块（SM）是MMC的基本单元，通常为半桥子模块或全桥子模块，半桥子模块由两个开关管和一个电容组成，在投入时电容接入电路，在切除时电容旁路。
2.2 子模块类型
半桥子模块（HBSM），使用两个IGBT和一个电容，在投入时输出电压为电容电压Vc，在切除时输出电压为0，结构简单，成本低，在HVDC中应用广泛。全桥子模块（FBSM），使用四个IGBT和一个电容，在投入时可输出+Vc或-Vc，在切除时输出0，具有直流故障自清除能力，在海上风电和直流电网中应用。
3 控制策略
3.1 电容电压平衡
MMC的电容电压平衡是系统正常运行的关键，桥臂电流对子模块电容充放电，各子模块的电容电压需要保持平衡。电容电压平衡控制的方法：排序法，根据桥臂电流方向，对子模块的电容电压排序，在充电时投入电压最低的子模块，在放电时投入电压最高的子模块，实现简单，在工程中应用广泛。
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| STM32G474逆变器_技术文件_1944_电力电子变换器模块化多电平变换器拓扑与控制技术设计.docx | 37K |
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