桥臂复用型模块化多电平换流器的拓扑及控制研究

摘要：

针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的轻型化需求,提出一种具备子模块高利用率的桥臂复用型模块化多电平换流器(arm multiplexing MMC,AM-MMC).通过将相单元划分为上桥臂、复用桥臂和下桥臂,并利用桥臂切换开关对桥臂进行复用,AM-MMC可有效提高子模块利用率、降低子模块装配数量.为了避免桥臂切换开关的动态均压问题,设计确保AM-MMC在上、下桥臂复用模式之间平稳切换的模式切换策略.此外,根据AM-MMC拓扑特点,设计最近电平逼近调制和分段脉宽调制策略,以满足其在高压直流输电和中低压直流配用电领域的调制需求.基于Matlab/Simulink的仿真结果和物理实验结果表明,AM-MMC能够顺利完成交直电压变换与能量传输,且运行效果良好.与常规MMC相比,所提AM-MMC的子模块利用率提升至66.7％,子模块装配数量降低25％,有效实现了轻型化目标.

关键词：模块化多电平换流器、轻型化、桥臂复用、桥臂切换开关、调制策略

所属期刊栏目：42

分类号：TM46(变压器、变流器及电抗器)

资助基金：国家自然科学基金;河北省自然科学基金

在线出版日期：2022-05-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：3373-3384,中插24