模块化多电平换流器控制系统关键技术研究

模块化多电平换流器凭借其特殊的双星型单桥臂模块级联型的拓扑结构，区别于传统的多电平换流器，具有独特的性能。该拓扑拥有良好的拓展性，降低了对开关器件的耐压的要求，为高压大功率的应用场合中的电力电子装置提供了新的发展方向，具有良好的应用前景。本论文针对模块化多电平换流器的调制与控制技术进行了深入研究，主要内容包括： （1）介绍了模块化多电平换流器的基本原理，包括拓扑结构和工作原理；并分析了它的电流和电压的运行特性。 （2）研究、比较了适用的多电平调制技术，并研究了适用于调制技术的电容电压平衡控制方法。建立了环流的正序与负序网络下的数学模型，设计了环流抑制控制器。建立了模块化多电平换流器在三相静止坐标系和同步旋转坐标系下的数学模型。设计了基于状态反馈解耦的电流间接控制策略。 （3）搭建基于此换流器的高压直流输电仿真模型，详细阐述关键模块的实现方法，并对调制与控制算法进行验证与分析。 （4）基于传统拓扑，提出一种新型的带有H桥单元的拓扑结构，深入研究了它的调制与控制策略，使其能有效提高输出电平数；改进了排序均压控制策略，引入最大电压偏差量，有效降低开关损耗。 （5）研制了基于VME总线的硬件实验平台，详细阐述了系统软、硬件构架。