基于新型四电平子模块拓扑的多电平整流器

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ＬｉＹｕｅＬｕＺｈｉｇｕｏＷａｎｇＹｏｕＬｕｏＱｉｕｙｉｎ
（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄＳｙｓｔｅｍＳｅｃｕｒｉｔｙ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４）
研究与开发
wk.baidu.com
基于新型四电平子模块拓扑的多电平整流器
黎越陆治国王
友罗邱银
４０００４４）（重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆
摘要
模块化多电平换流器（ｍｏｄｕｌａｒｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ＭＭＣ）基于其模块化的结构，能
够在较低的开关频率下输出更高电压电平数来逼近正弦波形，使得其在高压大功率直流输电系统
应用背景下比传统电压源换流器更可行。传统ＭＭＣ子模块可以输出０、１两种电平，而本文提出了一种能够输出０、１、２、３四种电平的新型子模块拓扑结构，在换流器需要达到相同输出电平数
的条件下，基于新型子模块的ＭＭＣ级联子模块数量仅仅为基于半桥子模块ＭＭＣ的２／３，能够可观的减小换流站体积。同时，ＩＧＢＴ开关数量相比半桥子模块ＭＭＣ系统减少了１／６。在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中将最近电平逼近调制（ｎｅａｒｅｓｔｌｅｖｅｌｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ＮＬＭ）策略及改进的电容电压均
衡策略应用于新型子模块拓扑，仿真结果验证了其有效性。关键词：模块化多电平整流器；直流输电；电容电压平衡控制
Ｎｏｖｅｌ４一ｌｅｖｅｌＳｕｂｍｏｄｕｌｅｂａｓｅｄＭｏｄｕｌａｒＭｕｌｔｉｌｅｖｅｌＲｅｃｔｉｉｅｆｒ
ＡｂｓｔｒａｃｔＭｏｄｕｌａｒｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒｈａｓｅｍｅｒｇｅｄａｓａｍｏｒｅｖｉａｂｌｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｖｅｒｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａ１ｖｏｌｔａｇｅｓｏｕｒｃｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓｆｏｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｄｕｅｔｏｉｔｓｍｏｄｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｗｈｉｃｈｌｅａｄｓｔｏｈｉｇｈｎｕｍｂｅｒｏｆｖｏｌｔａｇｅｌｅｖｅｌｓｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｌｏｗｓｗｉｔｃｈｉｎｇｒｅｆｑｕｅｎｃｙａｎｄｎｅａｒｓｉｎｕｓｏｉｄａｌｖｏｌｔａｇｅｗａｖｅｆｏｒｍｓ．Ｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｆｕｌ１．ｂｒｉｄｇｅＭＭＣｓｕｂｍｏｄｕｌｅｉＳａｂｌｅｔｏｇｅｎｅｒａｔｅ０