摘要：模块化多电平逆变器具有输出谐波含量低、扩展性强、控制灵活等优势,在高压大功率场合得到广泛应用。本文通过深入分析模块化多电平逆变器的拓扑结构、数学模型和工作原理,基于PI控制策略设计功率电流双闭环控制器;为减小桥臂电流畸变、改善内部环流,基于比例谐振控制策略设计环流抑制器;为减小子模块电压波动,采用电容电压冒泡排序法和最近电平调制策略。利用MATLAB软件搭建了系统的仿真模型,并在额定运行和功率阶跃的工况下进行仿真验证,测试结果表明控制算法能快速跟随目标值,有效抑制桥臂电流二倍频分量,电容电压均衡,并验证了所建模型的正确性。

摘要：[目的]对船舶中压直流(MVDC)电力系统而言,模块化多电平逆变器(MMC)的应用是目前研究的热点。MMC的输出电压波形是否为正弦波将直接决定MVDC电网和负载的工作性能,因此改善MMC的谐波性能显得尤为重要。[方法]首先,以船舶MVDC电力系统为背景,研究MMC的谐波特性与电压等级、桥臂子模块(SM)数量之间的关系;然后,针对控制器采样周期、载波频率、调制比和桥臂电感值等参数对MMC逆变器谐波性能的影响,开展仿真对比分析。[结果]研究结果表明:较高电压等级的MMC应配置较多的子模块;当明确MMC子模块的数量后,调制比和采样周期是MMC谐波特性的主要影响因素。[结论]所得结论可为中压型MMC逆变器的参数设计提供决策依据。

摘要：传统多电平逆变器存在着不能升压的缺点而使其的应用受到限制。根据Z源网络可实现升降压的功能,提出将Z源网络应用到模块化多电平逆变器(MMC)中。通过对Z源网络和MMC的原理及运行状态的分析,设计出含Z源网络的MMC拓扑结构、升压策略、包含MMC子模块电容电压平衡控制的调制策略,通过控制Z源网络的直通占空比就可以灵活控制输出电压。仿真结果验证了新型拓扑结构和控制策略的正确性和优越性。

摘要：模块化多电平逆变器(MMC)由于子模块电容电压的波动引起电容电压的不平衡,进而导致相间环流(CCSC),给系统造成一系列的影响。结合环流谐波成分分析,设计一种基于改进的准比例谐振(QPR)控制器的环流抑制策略,通过改进控制器的控制方式,采用坐标变换将环流中负序的二次环流谐波和正序的四次谐波同时转变成三次的环流谐波,然后采用改进的控制器来抑制变换后的三次环流谐波,对比传统PI环流抑制策略,分析了改进的QPR控制器的可靠性。基于MATLAB/Simulink平台上搭建五电平的MMC逆变器仿真模型,验证所提出控制策略的有效性和可靠性。

摘要：对于低压场合的模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)子模块电容均压以及环流抑制策略,已有研究大多过于冗杂。为此,针对低压场合的MMC,首先分析了子模块电容电压波动与环流机理,基于此对传统的MMC子模块电压均衡控制和平均控制形成的双环均压控制策略进行简化改进,形成单环子模块均压控制;设计了无需解耦的基于准比例谐振控制器的环流简化控制。由于子模块电压波动与环流的产生相互影响,因此将两控制方法结合形成综合的MMC均压环流优化控制策略。仿真与实验结果表明:该控制策略能够控制子模块电压,且对环流的抑制效果更佳。

摘要：多电平逆变器通常应用于中压大功率变频和无功补偿装置中。与传统的多电平逆变器相比,其模块化设计易于扩展,灵活性更高,适用范围更加广泛。在分析了MMC的拓扑结构、工作原理的基础上,首先设计了一种采用模块化多电平逆变器(MMC)的有源滤波器(APF),提高电压等级和波形质量。采用适合MMC-APF的多电平滞环空间矢量控制方法,每相中只有一对模块进行PWM调节。针对传统的电容电压平衡控制中子模块投切频繁、器件开关频率较高的缺点,提出了一种电容电压优化控制策略,除了降低选择机制的执行频率外,可将传统的排序选择机制应用于部分模块。Matlab的仿真结果验证了控制策略的有效性和可行性。

摘要：针对三相MMC环流问题,基于具有直流故障清除能力的双向开关二极管钳位子模块电路结构,并采用独立均衡均压控制方法控制模块电容电压和桥臂间电压,设计了一种采用准比例谐振控制器和复合电流控制器的环流抑制策略。通过MATLAB/Simulink的仿真研究表明,提出的复合控制策略可有效抑制二次与四次环流谐波,提高子模块电容电压与桥臂间电压的均衡性。

摘要：提出了局部阴影条件下基于模块化多电平(MMC)的光伏并网系统,并设计了该系统的控制策略。光伏阵列经DC-DC变换电路调节后并入电压源型换流器,构成子模块PSM,子模块PSM和电抗器串联组成MMC。控制系统包括启停控制、最大功率点控制以及并网控制。启停控制,在能量反馈阶段采用直流电压控制策略,在电容放电阶段采用三相同时放电策略;最大功率点跟踪控制采用扰动观测法。利用Matlab/Simulink对光伏并网系统进行仿真,仿真结果表明:该系统能提高太阳能利用率,降低并网输出波形的谐波含量,实现功率独立控制。