论文模块化多电平变流器输出电流谐波抑制策略是适合变流器论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关变流器的工作原理开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
摘 要：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.
关键词：谐波抑制；稳压控制；最近电平逼近；模块化多电平变流器；广义积分器
中图分类号：TM46 文獻标志码：A
Harmonic Suppression Strategy of Output
Current for Modular Multilevel Converter
RONG Fei,TIAN Xinhua,HUANG Shoudao,WANG Hui
（College of Electrical and Information Engineering,Hunan University,Changsha 410082,China）
Abstract：Nearest level modulation is a common modulation method for Modular Multilevel Converters （MMC）. As the number of modules is few or the modulation voltage is low, the output current is distorted. Firstly, this paper theoretically analyzes the reason why the harmonic of output current is distorted in MMC, and then proposes a control method to suppress the harmonics. The method extracts the harmonics of output current, and through a proportional integral regulator, the negative harmonic voltages is obtained. Lastly, the harmonic voltages are added to the modulation reference voltage. The purpose of this method is to obtain the total reference voltage. The proposed method is simple, feasible, and easy to implement. The simulation and experimental results show that the distortion of the output current of MMC is suppressed by the proposed method.
Key words：harmonics suppression； voltage control； nearest level modulation； modular multilevel converter； generalized intergrator
模块化多电平变流器采用子模块级联形式,每个子模块由单独的电容和开关器件构成,避免了大量开关器件的直接串联,具有良好的输出特性,且不存在动态均压的问题,非常适合高压直流输电领域[1-4].
传统的MMC控制方法主要集中在调制策略和控制策略的改进上.最常用的调制方法有最近电平逼近调制和载波移相调制.载波移相调制策略受到载波频率的限制,要求各子模块都采用频率相同、相位不同的载波,即每个子模块的载波不同,这对于电平数较多的系统而言过于复杂,并且要求每个子模块开关频率相同[5-7].最近电平逼近不需要载波信号,非常适合MMC结构.当输出的电平数比较多时,可获得比较好的调制波形.但是,由于最近电平逼近是用阶梯波对调制波进行逼近,在一个周期内采用的阶梯波个数有限,使得MMC的输出电流存在很大的谐波[8-10].因此,研究消除由最近电平逼近调制所带来的谐波具有重要的实际意义.
基于上述问题,本文提出了一种抑制模块化多电平变流器输出电流谐波的方法,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.该方法操作简单,易于实现.
1 模块化多电平变流器的谐波分析
1.1 模块化多电平变流器的拓扑结构
MMC的结构如图1所示.系统采用三相六桥臂拓扑结构,每相包括上、下两个桥臂,每个桥臂由N个 子模块和1个电感L串联而成,通过增加子模块单元的数量即可以实现对主电路的扩容.每相上桥臂的N个 子模块和1个电感L依次串联,每相下桥臂的电感L和N个 子模块依次串联,上桥臂和下桥臂连接点引出相线；3条相线接入公共电网.
MMC子模块单元通常采用单相半桥结构,每个子模块单元相当于一个可控的电压源,由2个IGBT管T1和T2,2个二极管D1和D2和一个电容C构成.子模块共有 3种运行状态：
1）当T1导通,T2关断时,处于投入状态,子模块输出电压为储能电容电压Uci,当Ism>0时,子模块电容处于充电状态,当Ism<0时,子模块电容处于放电状态.
2）当T1关断,T2导通时,处于切除状态,子模块输出电压为0,不管Ism是大于零还是小于零,子模块电容处于保持状态.
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