模块化多电平变换器研究综述
模块组合多电平变换器的研究综述_杨晓峰
第33卷第6期中国电机工程学报V ol.33 No.6 Feb.25, 20132013年2月25日Proceedings of the CSEE ©2013 Chin.Soc.for Elec.Eng. 1 文章编号：0258-8013 (2013) 06-0001-14 中图分类号：TM 46 文献标志码：A 学科分类号：470⋅40模块组合多电平变换器的研究综述杨晓峰，林智钦，郑琼林，游小杰(北京交通大学电气工程学院，北京市海淀区 100044)A Review of Modular Multilevel ConvertersYANG Xiaofeng, LIN Zhiqin, ZHENG Trillion Q., YOU Xiaojie(School of Electrical Engineering, Beijing Jiaotong University, Haidian District, Beijing 100044, China)ABSTRACT: Modular multilevel converter (MMC), featured with highly modular structure, can easily be extended to high-level, thus leading to low voltage steps and low generation of EMI problems, etc. The operation principles and the technical characteristics of MMC were firstly introduced and summarized. The latest research topics, especially the pulse modulation techniques, dc voltage control, pre-charging control, circulating current and harmonics issues, mathematical modeling, the main circuit parameter design, fault protection, as well as its engineering application status such as electric power drive, power quality conditioning were reviewed in detail. Moreover, the future key issues to be solved urgently were also pointed. It is shown that MMC has good application prospect in future medium- or high- voltage high power applications, especially be one of candidates for HVDC system application.KEY WORDS: modular multilevel converter (MMC); common dc bus; pulse modulation; voltage control; pre-charging; circulating current; modeling; harmonic analysis摘要：模块组合多电平变换器(modular multilevel converter，MMC)具有高度模块化、易于扩展、输出电压波形好等特点，尤其适用于中高压大功率系统应用。
模块化多电平变换器的调制与控制策略研究
模块化多电平变换器的调制与控制策略研究1. 引言模块化多电平变换器是一种多级电力电子变换器，能够将直流电压转换为多个不同电平的交流电压。
它在工业和电力系统中广泛应用，具有高效、高可靠性和灵活性等优点。
本文将详细探讨模块化多电平变换器的调制与控制策略研究。
2. 模块化多电平变换器调制策略2.1 基础调制策略基础调制策略是指将模块化多电平变换器中的各个电平通过一定逻辑关系进行调制，以获取期望的输出电压波形。
常见的基础调制策略有： - 脉宽调制（PWM）：通过调整脉宽比来控制输出电压的幅值。
- 脉振调制（PWM）：通过调整脉冲数量来控制输出电压的幅值。
2.2 多电平合成调制策略多电平合成调制策略通过将多个电平的脉宽信号叠加起来形成最终的输出电压波形，以实现较高分辨率的电压调控。
常见的多电平合成调制策略有： - 多载波脉宽调制（MCPWM）：将多个载波信号与基础调制策略相结合，实现多电平的合成。
- 多电平脉振调制（MSPWM）：通过多个脉冲数量来实现多电平的合成。
3. 模块化多电平变换器控制策略3.1 传统控制策略传统的控制策略主要包括： - 比例积分控制（PI控制）：通过调整比例项和积分项的权重，实现输出电压的稳定控制。
- 直接功率控制（DPC）：通过测量输出功率并与期望功率进行比较，控制模块化多电平变换器的操作状态。
- 直接转换功率控制（DTPC）：将输出功率与期望功率的差值直接转换为控制信号，实现精确的功率控制。
3.2 先进控制策略先进的控制策略主要包括： - 预测控制（Model Predictive Control，MPC）：利用数学模型预测系统未来的行为，并根据预测结果进行控制决策。
- 模糊控制：基于模糊逻辑的控制方法，根据输入和输出的模糊集合关系进行控制决策。
- 神经网络控制：利用人工神经网络模拟人脑的学习和决策过程，实现模块化多电平变换器的自适应控制。
4. 实验研究与应用本文基于模块化多电平变换器进行了一系列实验研究，并将其应用于电力系统中。
适用于电压源换流器型高压直流输电的模块化多电平换流器研究进展
适用于电压源变换器型高压直流输电的模块化多电平变换器研究进展1.本文概述随着能源结构的转变和电力系统的升级，高压直流输电技术以其长距离、大容量、低损耗的优势，在跨区域输电和海上风电并网等领域得到了广泛应用。
在高压直流输电技术中，基于电压源换流器的高压直流输电（VSHVDC）因其能够实现有功和无功功率的独立控制、适用于多端直流输电系统等独特优势，逐渐成为研究热点。
模块化多电平变换器作为VSHVDC的核心设备，其性能直接影响整个输电系统的稳定性和效率。
本文旨在系统地回顾和评价适用于VSHVDC的MMC的研究进展。
本文首先介绍了VSHVDC和MMC的基本原理和特点，然后从拓扑结构、调制策略、控制方法、故障处理等方面阐述了MMC的最新研究成果和发展趋势。
通过比较分析不同研究方案的优势和局限性，旨在为相关领域的学者和工程师提供有益的参考和启示，促进VSHVDC技术在全球能源互联网建设中的应用和发展。
2.模块化多电平变换器的基本原理模块化多电平变换器（MMC）是高压直流输电系统中的一种先进技术，具有高效、高可靠性和良好的电压调节能力。
该转换器的设计基于将电压源转换为多电平电压，从而实现对电压和电流的精确控制。
MMC的基本原理是通过电力电子开关设备的组合将输入电压源分解为多个较小的电压电平。
这些电压电平可以是正向的，也可以是反向的，它们通过控制开关器件来调节输出电压。
在MMC中，每个模块通常由电容器和电感器组成，它们一起工作形成电压源。
通过控制连接到这些电容器的开关器件，可以在输出端产生不同的电压组合，从而实现多电平输出。
模块化设计是MMC的一个关键特征，它允许系统设计者根据需要增加或减少模块的数量，从而调整系统的电压和电流容量。
这种设计还增强了系统的灵活性和可扩展性，使其能够适应不同的应用要求和电网条件。
为了有效地控制MMC的输出电压和电流，需要采用复杂的控制策略。
这些策略通常包括电压平衡控制、电流控制和故障保护机制。
《2024年模块组合多电平变换器(MMC)研究》范文
《模块组合多电平变换器（MMC）研究》篇一一、引言随着电力电子技术的快速发展，模块组合多电平变换器（MMC）作为一种新型的电力变换装置，在高压直流输电、柔性交流输电系统以及新能源并网等领域得到了广泛的应用。
MMC 以其高可靠性、高效率、高灵活性的特点，成为了现代电力电子技术研究的热点。
本文旨在探讨MMC的原理、控制策略、运行特性及其在电力系统中的应用。
二、MMC的基本原理与结构MMC是一种基于模块化结构的电压源型多电平变换器，其基本原理是将多个子模块（SM）串联起来组成一个完整的变换器，每个子模块包括一个电力电子开关（如IGBT）和一个与其反向并联的二极管，以及相应的储能电容和电阻。
这种结构使得MMC具有较高的耐压能力，并可以输出多个电平的电压。
MMC的结构包括上下桥臂，通过控制上下桥臂中子模块的导通与关断，实现AC/DC和DC/AC的转换。
其特点是子模块数目多，控制复杂度高，但灵活性好，适用于高压大功率场合。
三、MMC的控制策略MMC的控制策略主要包括子模块的投入与切除控制、环流抑制控制以及谐波消除控制等。
子模块的投入与切除控制决定了MMC的输出电压，而环流抑制控制和谐波消除控制则保证了MMC的稳定运行和输出波形的质量。
近年来，随着数字信号处理技术的发展，MMC的控制策略也在不断优化。
例如，基于模型预测控制的MMC控制策略能够更好地实现多目标优化控制，提高系统的动态性能和稳态性能。
此外，基于人工智能算法的控制策略也在MMC中得到了应用，如模糊控制、神经网络控制等，这些算法能够根据系统运行状态实时调整控制参数，提高系统的自适应性。
四、MMC的运行特性与优势MMC的运行特性主要包括高可靠性、高效率、高灵活性等。
由于其模块化结构，当某个子模块出现故障时，可以通过切换冗余子模块来保证系统的正常运行，因此具有较高的可靠性。
此外，MMC的输出电压可以调节为多个电平，使得谐波分量减少，提高了系统的效率。
同时，通过灵活调整子模块的投入与切除，可以实现快速响应和精确控制。
模块组合多电平变换器的研究综述
模块组合多电平变换器的研究综述一、本文概述随着电力电子技术的快速发展，多电平变换器作为一种高效、可靠的电力转换方式，在能源转换、电机驱动、电网接入等多个领域得到了广泛应用。
其中，模块组合多电平变换器因其模块化设计、易于扩展和维护等优点，受到了广泛关注。
本文旨在对模块组合多电平变换器的研究进行全面的综述，以期为相关领域的研究人员提供有价值的参考。
本文将介绍模块组合多电平变换器的基本原理和分类，包括其基本结构、工作原理以及常见的拓扑结构。
在此基础上，将重点分析模块组合多电平变换器的性能特点，如输出电压波形质量、效率、动态响应等，以及其在不同应用场合中的优势和局限性。
本文将综述模块组合多电平变换器的关键控制技术，包括调制策略、均压策略、故障诊断与容错控制等。
这些控制技术对于提高变换器的性能、稳定性和可靠性具有重要意义。
通过对现有研究成果的梳理和评价，本文旨在为相关研究人员提供有关模块组合多电平变换器控制技术的全面认识。
本文将展望模块组合多电平变换器的研究趋势和前景。
随着新能源、智能电网等领域的快速发展，模块组合多电平变换器将面临更多的应用需求和挑战。
本文将对未来的研究方向和潜在的应用领域进行探讨，以期为相关领域的研究和发展提供有益的启示。
二、多电平变换器的基本原理与分类多电平变换器是一种电力电子装置，其核心思想是通过产生多个不同的直流或交流电平，以实现对输出电压或电流的精细控制。
这种变换器在高压大功率应用场合中特别受欢迎，因为它能有效减少开关过程中的电压和电流应力，从而降低开关损耗，提高整体系统效率。
多电平变换器的基本原理在于利用多个独立或相互关联的电压源或电流源，生成多个不同的电平。
通过合适的控制策略，这些电平可以被有效地组合和切换，从而实现对输出电压或电流的精确控制。
与传统的两电平变换器相比，多电平变换器在电压和电流波形上更为平滑，产生的谐波分量更少，对电网的污染也更小。
中性点钳位型（NPC）：NPC多电平变换器通过在直流侧引入多个电容器，并将它们与开关管相连，形成多个电平。
中国科学 模块化多电平换流器范围
模块化多电平换流器（MPC）是一种先进的电力电子变换器，广泛应用于各种电力系统中。
在中国，科学研究在模块化多电平换流器领域取得了显著进展。
以下是对这一领域研究内容的总结：
1. 模块化多电平换流器的拓扑结构：研究了不同拓扑结构的模块化多电平换流器，以满足不同应用场景的需求。
2. 控制策略：针对模块化多电平换流器的控制策略进行了深入研究，包括电压平衡控制、环流控制、功率因素校正等。
3. 模块化多电平换流器的应用：研究了模块化多电平换流器在直流输电、可再生能源并网、储能系统等领域的应用。
4. 模块化多电平换流器的可靠性：针对模块化多电平换流器的可靠性进行了研究，包括器件选择、热设计、过电压保护等方面。
5. 模块化多电平换流器的仿真与实验：开展了模块化多电平换流器的仿真与实验研究，以验证控制策略和系统性能。
6. 模块化多电平换流器的标准化：研究了模块化多电平换
流器的标准化问题，以促进其在电力系统中的广泛应用。
总之，中国在模块化多电平换流器领域的科学研究涵盖了从拓扑结构、控制策略到应用、可靠性、仿真与实验以及标准化等方面，取得了丰富的研究成果。
模块化多电平变换器关键问题研究综述
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模块化多电平换流器(MMC)调制方法综述
•分布式电源及并网技术！电器与能效管理技术(2017%). 8)模块化多电平换流器（MMC )调制方法综述王蕊1，王斌2，万杰星1(!东南大学电气工程学院，江苏南京210096;2.中航宝胜海洋工程电缆有限公司，江苏南京225100)摘要：介绍了模块化多电平换流器（MMC )的拓扑和工作原理，分类别详叙了各种调制方法。
总结了不同调制技术的优缺点和应用场合，为MMC 的工程应用提供了借鉴意义。
提出了 MMC 调制技术的改进方向，对进一步的研究探索有积极意义。
关键词：模块化多电平换流器；调制技术；载波移相调制法；载波层叠调制；最近电平逼近调制；多电平SVPWM ;特定次谐波消除脉宽调制中图分类号：TM 46文献标志码# A文章编号# 2095-8188(2017)08-0043-05DOI : 10.16628/j . cnki . 2095-8188. 2017. 08. 011王 蕊（1993—），女，硕士研究生，研 究方向为电力电子 技术在电力系统中 的应用。
Review on Modulation Metliods for Modular Multi-level ConvertersWANG Rui 1， WANG Bin 2， WAN Jiexing 1(1. School of Electrical Engineering ，Southeast University ，Nanjing 210096，China ;2. China Ocean Engineering Baoshen Cable Co .，Ltd .，Nanjing 225100，China )Abstract ： The topology and working principle ofmodular multi-level converter ( MMC ) were introduced andthe different modulation methods were introduced in detail . Next，it summarized the advantages and disadvantages of different modulation techniques and applications，providing a reference for the MMC ) s engineering application .At last ， this paper put forward the improvement direction of MMC modulation technology ，significance for the further research and exploration .Key words ： modular multi-level converter ( MMC ); modulation technique ; carrier phase shifted SPWM ( CPS -SPWM ); phase disposition PWM (PDPWM ); nearest level modulation (NLM ); multi-level space vector PWM ( SVPWM ); selective harmonic elimination PWM ( SHEPWM )步的研究成果，展现出良好的应用前景[1]。
《2024年模块组合多电平变换器(MMC)研究》范文
《模块组合多电平变换器（MMC）研究》篇一一、引言随着电力电子技术的不断发展，高压大功率的电力变换系统已成为电力系统的重要一环。
其中，模块组合多电平变换器（MMC）作为一种新型的变换器拓扑结构，以其优越的性能和良好的灵活性，得到了广泛的关注和应用。
本文将对MMC的基本原理、特点及其在电力系统中的应用进行研究。
二、模块组合多电平变换器（MMC）的基本原理和特点MMC是一种基于模块化设计的多电平变换器，其基本原理是将多个子模块通过串联的方式组成一个整体，形成一个具有多电平输出的变换器。
每个子模块包含一个IGBT桥臂、一个电容和相关的保护电路等。
当需要调节输出电压时，通过控制各个子模块的通断状态，即可实现电压的调节和电能的质量控制。
MMC具有以下优点：1. 高电压输出：由于采用了多电平技术，MMC能够输出更高的电压，适用于高压大功率的场合。
2. 谐波性能好：多电平技术能够降低输出电压的谐波分量，减小对电网的污染。
3. 模块化设计：MMC采用模块化设计，方便了维护和升级。
4. 灵活性高：通过调整子模块的通断状态，可以灵活地控制输出电压和电能质量。
三、MMC在电力系统中的应用MMC在电力系统中的应用非常广泛，主要表现在以下几个方面：1. 新能源并网：MMC可以用于风电、光伏等新能源的并网系统中，实现电能的转换和传输。
2. 柔性直流输电：MMC可以用于构建柔性直流输电系统，实现电能的远距离、大容量传输。
3. 电机驱动：MMC可以用于电机驱动系统中，实现电机的高效、可靠运行。
4. 电力质量改善：通过MMC的多电平技术和灵活的控制策略，可以有效地改善电力系统的电能质量，减少谐波对电网的污染。
四、MMC的研究进展和挑战近年来，MMC的研究已经取得了重要的进展。
研究人员对MMC的控制策略、保护机制、故障诊断等方面进行了深入的研究，提出了许多新的思路和方法。
同时，随着新材料、新技术的不断发展，MMC的性能和效率也得到了进一步的提高。
模块化多电平换流器的技术研究综述_刘恒门
基 于分 层控 制 思 路 的子 模 块 电容均 压 策 略在 调 制信 号 的基 础 上 分 别 二 加相 间电压平 衡控 制信号 、 桥 臂电压 平衡 控制 信 号 以及 独 立 电 压平 衡 控 制信号 , 以保证各子 模块 电容 电压在 三相之间 , 各相 上 、 下桥臂 之间以及 各桥臂 内部子 模块 电容平 均分配 。
基本结构图
因此 , 与
' 等 电位 ,
、
`
2 013 年
月
三相 上 、 下桥臂的 电感
可 以当做并联处理 。并且由 、 式所示规律输 出 电压 , 。 和 。 可知 ,
电压的调 节依靠直 流总 线 电压或移相 角 , 动态 调节 困难 且 开关次数 的 多少受 电容 电压平衡控 制影响 , 损 耗 不一 定 明显减少 。
吕皿 甘
【 ` 朋
因此系统故障穿越能力得到提高 。 基于上述优点 , 有关 主 要 工作是 对 的研 究日渐增 多 , 本文的 的工作 机理 加 以分析 , 并对 目前 的
模块 化 多电平 主拓扑结 构如 图 个桥臂构成一个相单元 。
所 示 , 每 个桥臂
由 个 子模块 和一 个电抗 器串联 而成 , 每一 相 的上 下两 这种子模块级联拓扑的子模块有全桥和半桥两种结构
式可 知 ,
要 控制 则在 假设 容 电压 为 一
的直流侧和交流侧是可以独立控制的 , 只
分别按 照 每相 有 的输 出端可 以得 到期望的
个子模 块 , 则每 个子模 块 的 电
, 为保持 直流 电压稳 定 , 由式
同相上 、 下桥臂应该对称互补投入 , 因此各相上下 桥臂 在任 何时 刻投入 的子 模块总 数为 如果某 一 时刻 相 上桥 臂投 入子模 块为 子模块 为 。 , 则有 丐
《2024年模块组合多电平变换器(MMC)研究》范文
《模块组合多电平变换器（MMC）研究》篇一一、引言随着电力电子技术的快速发展，模块组合多电平变换器（MMC）作为一种新型的电力转换技术，已经引起了广泛的关注。
MMC以其高电压、大功率、高效率等优点，在高压直流输电、风力发电、光伏发电等新能源领域得到了广泛的应用。
本文旨在深入探讨MMC的原理、控制策略及其应用领域，为后续的深入研究提供理论支持。
二、MMC的基本原理MMC是一种采用模块化设计的多电平变换器，其基本原理是通过将多个子模块（SM）串联或并联，形成多个电平的输出电压。
每个子模块通常包括一个全桥或半桥结构，通过控制其开关状态，实现电平的切换。
MMC具有高电压、大功率、低谐波失真等优点，适用于高压直流输电、新能源发电等领域。
三、MMC的控制策略MMC的控制策略主要包括调制策略和环流控制策略。
调制策略决定了子模块的开关状态，从而影响输出电压的电平数和波形质量。
常用的调制策略包括最近电平调制（NLM）和特定谐波消除调制（SHEM）等。
环流控制策略则是为了抑制环流（即相邻子模块之间的电流波动），以保证MMC的稳定运行。
常用的环流控制策略包括有源和无源环流控制器等。
四、MMC的应用领域MMC的应用领域十分广泛，主要包括高压直流输电、新能源发电等。
在高压直流输电领域，MMC可以用于实现大功率、高效率的电能传输，提高电力系统的稳定性和可靠性。
在新能源发电领域，MMC可以用于风力发电、光伏发电等场合，通过将多个子模块并联，实现高电压、大功率的输出，提高新能源的利用效率。
此外，MMC还可以用于电动汽车充电设施等场合，实现快速充电和高效率的电能转换。
五、MMC的研究现状与展望目前，国内外学者对MMC的研究已经取得了重要的进展。
在理论方面，已经建立了较为完善的MMC数学模型和控制策略体系，为MMC的设计和优化提供了理论支持。
在应用方面，MMC已经在高压直流输电、新能源发电等领域得到了广泛的应用，并取得了显著的经济效益和社会效益。
模块化多电平逆变器的研究
毕业论文（设计）题目：模块化多电平逆变器的研究姓名学号学院操纵科学与工程学院专业自动化年级2010级指导教师教授2014年5月20日摘要随着人类社会的飞速进展，人们在生产和生活当中对能源的需求也在慢慢增加。
能源利用的转型与创新、能源网络的合理运作，也成为目前人类科学研究的一大领域。
在提高能源利用率的进程中，利用现代电力电子器件代替原有传统的电气设备是现今比较热点的一个话题。
本文对模块化多电平变换器展开研究，文章先介绍模块化多电平变换器的拓扑结构和工作原理。
而后介绍三种调制策略，介绍载波移相调制策略，通过系统仿真能够发此刻这种操纵策略下系统子模块电容电压不稳固；针对这一情形介绍了平稳操纵策略，这种操纵策略能专门好的解决系统各类不平稳的问题，但系统逆变波形不睬想；最后介绍了优化后的载波移相策略，这种操纵策略将传统载波移相策略与子模块电容电压选择策略相结合，解决了上下桥臂内的子模块电容电压不平稳的问题。
关键词：模块化多电平变换器、调制方式、仿真波形ABSTRACTWith the rapid development of human society, the demand of energy is gradually increased in people’s production and living. Besides rational operation of energy network, energy transformation and innovation, is becoming a major area of human science. In the process of improving energy efficiency, the use of modern power electronic devices to replace traditional electrical equipment is one of popular topics nowadays.This paper studies on Modular Multilevel Converter. The topology and the basic operating principles and are introduced. Three kinds of modulation strategy are introduced. Firstly, the carrier phase shift modulation strategy is presented. Sub-modules capacitance voltage is not stable under this control strategy. Then balance control strategy is introduced. This control strategy is a solution of system various imbalances, but system inverter waveform is not ideal. Finally, the optimized carrier phase shifting control strategy is revealed. The control strategy combined with the traditional carrier phase shifting strategy and the balanced control of capacitor, solves the sub-modules capacitance voltage imbalance problem in the bridge arm.Keywords: MMC, modulation, simulation目录摘要 (I)ABSTRACT...................................................................................................................................... I I 第一章绪论.. (1)课题背景及研究意义 (1)研究现状 (2)本文研究的要紧内容 (2)第二章系统概述 (3)MMC拓扑结构 (3)MMC工作原理 (4)MMC等效电路 (5)本章小结 (6)第三章MMC操纵策略 (7)CPS-SPWM调制 (7)MMC数学模型 (7)CPS-SPWM触发方式 (10)平稳操纵策略 (11)平稳操纵触发方式 (12)子模块电容电压排序原理 (13)优化的CPS-SPWM操纵策略 (14)本章小结 (15)第四章系统仿真 (16)CPS-SPWM调制仿真 (16)系统仿真图 (16)系统仿真波形 (17)平稳操纵策略仿真 (18)系统仿真图 (18)系统仿真波形 (19)优化CPS-SPWM调制仿真 (20)系统仿真图 (21)系统仿真波形 (21)本章小结 (22)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)第一章绪论课题背景及研究意义近几年随着电力电子器件在耐高压和大功率方面不断有所冲破，电力电子技术应用愈来愈普遍。
模块化多电平变换器(MMC)工作原理的分析
【 要】 摘 本文介 绍了模块化 多电平变换器（ ＭＭｃ 的应用背景 ， ） 然后 以五 电平 Ｍ Ｃ变换 器的拓扑机构为例 ， Ｍ． 详细地分析 了它的拓扑结构 和工作原理 模块化 多电平变换 器克服 了常规 多电平变换 器的不足 ． 具有结构简单 、 控制方法灵活和 易于拓展等优点 ， 十分适合模块化 生产。 【 关键词 】 ＭＭＣ； 工作原理 ； 分析
２１ ０ ２年
第 ５期
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｏ ＹＩＦ Ｒ Ｔ Ｏ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ ＯＬ Ｇ Ｏ ＭＡ Ｉ Ｎ Ｎ
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Ｏ机械 与电子 。
科技信息
模块化多电平变换器（ ＭＭＣ 工作原理的分析 ）
赵埕 萱 （ 安徽 理 工大学 电气 与信息 工程 学院
安徽
淮南
２２ ０ ） ３ ０ １
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模块化多电平变换器关键问题研究综述_魏晨华
模块化多电平变换器关键问题研究综述魏晨华1，杨岩2，谢阳1，卫超1（1.西北工业大学航海学院，陕西西安710072；2.西安石油大学电子工程学院，陕西西安710065）摘要：随着电力电子技术的快速发展，多电平变换器及其相关技术的研究正逐步成为高压大功率运用场合的热点问题。
模块化多电平变换器（Modular Multilevel Converter ，MMC ）因其具有模块化的结构优势，弥补了传统多电平变换器的不足。
相对于传统多电平变换器，MMC 具有谐波含量少、开关损耗低、故障穿越能力强等特点。
本文首先从MMC 的拓扑结构和工作原理入手，分析了MMC 的技术特点。
其次，根据当前国内外的相关理论研究，对MMC 主电路建模、参数设计、调制策略以及子模块电容均压策略等关键问题进行了对比分析。
最后，本文对MMC 的前景进行了展望。
关键词：模块化多电平变换器；主电路建模；参数设计；调制策略；电容均压策略中图分类号：TM 72文献标识码：A文章编号：1674－6236（2014）06-0182-05A review of key issues for modular multilevel converterWEI Chen -hua 1，YANG Yan 2，XIE Yang 1，WEI Chao 1（1.School of Marine ，Northwestern Polytechnical University ，Xi ’an 710072，China ；2.School of Electronics Engineering ，Xi'an Shiyou University ，Xi ’an 710065，China ）Abstract:With the rapid development of power electronics technology ，multilevel converter and its related technology research is becoming a hot issue in the field of high -voltage power applications.Because of its modular structure advantages ，MMC make up the lack of traditional multilevel pared with the traditional multilevel converter ，MMC has the less harmonic content ，low switching losses ，strong fault ride -through ability and other characteristics.First ，this article start from the MMC topology and working principle ，analyzes the technical characteristics of the MMC.Secondly ，according to the theory of the current domestic and international research ，comparative analysis of the MMC main circuit modeling ，parametric design ，modulation strategy and sub -module capacitor average distribution voltage strategy and other key issues.Finally ，this paper prospect for the prospects of the MMC.Key words:modular multilevel converter （MMC ）；main circuit modeling ；parametric design ；modulation ；strategy sub -module capacitor average distribution voltage strategy收稿日期：2013-07-02稿件编号：201307013基金项目：国家自然科学基金资助项目（61271143）作者简介：魏晨华（1987—），男，新疆克拉玛依人，硕士研究生。
《2024年模块组合多电平变换器(MMC)研究》范文
《模块组合多电平变换器（MMC）研究》篇一一、引言随着电力电子技术的不断发展，模块组合多电平变换器（MMC）作为一种新型的电力变换技术，因其高可靠性、高效率、高灵活性等优点，在电力系统、风力发电、光伏发电等领域得到了广泛的应用。
本文旨在探讨模块组合多电平变换器（MMC）的原理、特性、控制策略以及应用前景，为相关研究与应用提供参考。
二、MMC基本原理与结构模块组合多电平变换器（MMC）是一种基于模块化设计的多电平变换器。
其基本原理是将多个子模块（SM）串联起来，形成一个电平数较高的变换器。
每个子模块包含一个全桥或半桥结构，通过控制子模块的投入与切除来改变输出电压的电平数和相位。
MMC的结构主要由三相桥臂组成，每个桥臂包含多个子模块（SM）。
这些子模块以串联方式连接，形成具有高电压等级的桥臂。
此外，还包括环流变压器、输出滤波器等设备。
通过控制各桥臂中子模块的开关状态，可以实现对交流电压的输出控制。
三、MMC的特性分析MMC具有以下特点：1. 高可靠性：采用模块化设计，各子模块相互独立，易于维护和替换，提高了系统的可靠性。
2. 高效率：通过优化控制策略，降低开关损耗和导通损耗，提高系统效率。
3. 高灵活性：可实现多种电平数和相数的输出，满足不同场合的需求。
4. 谐波性能好：采用多电平技术，输出电压的谐波成分较小，无需额外滤波设备。
四、MMC控制策略研究控制策略是MMC的核心技术之一。
目前常用的控制策略包括最近电平控制（NLC）、载波脉宽调制（CPWM）等。
这些控制策略各有优缺点，如NLC具有较低的计算复杂度，但可能存在较大的电压谐波；CPWM具有较好的电压波形质量，但计算复杂度较高。
为了解决这些问题，许多新型的控制策略不断被提出并应用到MMC中，如优化NLC、优化CPWM等。
此外，为满足系统的实时性要求，需要设计高性能的控制器，包括数字信号处理器（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）等。
五、MMC应用领域及前景展望MMC因其高可靠性、高效率、高灵活性等优点，在多个领域得到了广泛应用。
模块化多电平逆变器的的研究 答辩演讲共30页文档
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❖ 状态2：当开关管T1开通，T2关断时，此时子 模块输出端电压为电容电压。当电流方向如左 图所示时，电流经二极管D1给电容C0充电，电 容电压上升；当子模块电流如右图所示时，电 容通过开关管T1对外放电，电容电压下降
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模块化多电平逆变器的的研究 答辩演 讲
模块化多电平逆变器 （MMC）的研究
汇报人： 张桐盛 指导教师：张承慧 教授
杜春水 副教授
主要内容
1 MMC的研究背景及意义 2 系统拓扑及触发方式介绍 3 系统仿真波形 4 总结
一、MMC的研究背景及意义： ▪ 模 块 化 多 电 平 换 流 器 (Modular Multilevel Converter, MMC)采用模块化设计,系统每相都由2N 个子模块构成，系统耐压和容量都相对较大; ▪系统将整流和逆变两功能于一身，通过改变控制策 略能够实现同一台变换器的不同用途，方便快捷， 节约成本；
基于光纤复用技术的模块化多电平变换器控制系统研究中期报告
基于光纤复用技术的模块化多电平变换器控制系统研究中期报告摘要：本文介绍了一种基于光纤复用技术的模块化多电平变换器控制系统。
该系统采用了分布式的控制架构，通过光纤复用传输控制信息，实现了高速、低时延的控制通信。
本文重点研究了控制系统中的关键技术，包括信号采集、控制算法、光纤复用通信等方面。
为了验证系统的性能，我们进行了一系列实验，结果表明，该控制系统在多电平变换器控制方面具有较好的性能，能够实现高效稳定的控制。
关键词：光纤复用；模块化多电平变换器；控制系统；实验1. 引言随着电力电子技术的迅猛发展，多电平变换器作为一种新型的转换器拥有了越来越广泛的应用。
在多电平变换器中，为了提高输出电压的质量和稳定性，需要对各个电平进行精确控制。
在传统的控制方法中，由于数据传输的限制和过大的计算量，存在着通信时延较长、控制精度不高等问题。
因此，开发一种高速、可靠的多电平变换器控制系统具有重要的意义。
本论文提出了一种基于光纤复用技术的模块化多电平变换器控制系统。
该系统采用了分布式的控制架构，通过光纤复用传输控制信息，实现了高速、低时延的控制通信。
本文从信号采集、控制算法、光纤复用通信等方面，详细介绍了控制系统的设计及实现，并进行了一系列实验验证系统的性能。
2. 系统设计本节介绍系统的整体设计，包括系统架构、控制模块、通信模块等方面。
2.1 系统架构本系统采用了分布式的控制架构，如图1所示。
该系统由多个电平模块和一个控制节点组成，每个电平模块对应于一个电平输出。
控制节点负责采集每个电平模块的反馈信号，并根据控制算法生成相应的控制命令，通过光纤复用传输到各个电平模块，完成控制任务。
图1 系统架构2.2 控制模块控制模块由信号采集模块、控制算法模块和控制输出模块三部分组成，如图2所示。
图2 控制模块信号采集模块负责采集各个电平模块的反馈信号，反馈信号包括输出电压、电流等参数。
控制算法模块利用反馈信号计算出需要输出的电压和电流，根据电平数值将输出转化为多个PWM信号。
模块化多电平变换器在电力领域的应用综述
2.1 轻型直流输电
MMC 最早被用于轻型直流输电渊HVDC Light冤袁2010 年袁西门子 公司在 TransBay 工程中将 MMC 应用于直流输电[4]遥 在直流输电场合袁 MMC 为双变换器形式袁具有公共的直流母线袁变换器分别工作在整流 和逆变状态袁以实现功率传递遥
然而当电压等级升高时Байду номын сангаас级联 H 桥的个数增加袁所需移相多绕组 变压器的副边绕组增多袁成本尧体积尧制造难度尧工程应用难度大大增 加遥 此外袁若整流电路采用二极管整流桥袁当电机处于再生发电状态 时袁需要增加电阻制动单元袁防止直流侧电压泵升袁增加了成本却将电 机回馈的能量白白浪费遥 1.2 电能质量治理
20 世纪 90 年代中期袁 彭方正等学者提出将级联 H 桥应用于 STATCOM渊静止同步补偿器冤[2]袁作为中尧高压领域的电能质量治理装 置袁可以实现同时补偿三相不平衡尧无功电流尧谐波电流的目的遥 由于 各 H 桥直流侧电容悬浮袁需要相应的控制算法维持各级联 H 桥直流侧 电压恒定遥 针对不同的补偿要求袁可以将三相级联 H 桥接成星形或三角 形遥 在相同电压等级下袁星形结构所需的模块数量较三角形结构少曰三 角形结构更适用于补偿三相不平衡电流袁但相电流指令的分配较复杂遥
揖关键词铱H 桥曰MMC曰高压变频曰电能质量治理曰轻型直流输电
0 引言
20 世纪 50 年代袁美国通用电气公司研制出第一个晶闸管袁标志 着电力电子技术的诞生[1]遥 随后袁出现了各式各样的电力电子器件遥 在 中高压场合袁为了解决单个电力电子器件电压等级不够的问题袁可以 将器件串联使用袁但该方法会造成电压分配不均的问题遥 由此袁多电平 技术应运而生遥 1980 年袁日本学者 A.Naba 提出三电平中点箝位变换器曰 20 世纪 90 年代中期袁Robicon 公司将 H 桥级联变换器应用于高压变 频器曰2001 年袁德国学者 Marquardt R 提出模块化多电平变换器 MMC[2]遥 随着电力电子技术的发展袁会有更多的电力电子拓扑结构出现遥
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模块化 多电平变换器研 究综述
谢 瑞 ， 胡 列 翔 ， 徐建 国 ， 周 志 超 ， 钱 锋 ， 高 志 林
（ １ ．浙江 省 电力设计 院 ，浙 江 杭 州 ３ １ ０ ０ １ ２ ； ２ ．国 网浙江省 电力公 司 ，浙 江 杭州 ３ １ ０ ０ ０ ７ ）
第３ １ 卷第１ ２ 期 ２ ０ １ ４ 年１ ２ 月
机
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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工
程
Ｖｏ １ ．３１ Ｎｏ ．１ ２
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摘要 ： 针对模块化多电平变换器（ ＭＭＣ ） 的各种 子模块拓扑结构 ， 分析了其运行方式及特点 ， 通过解析 的方法得到 了其输出和环流等 效 电路 ， 并 总结 了各种子模块拓扑的应用场合 。同时针对 ＭＭＣ不同的调制方 法 ， 利用精确的解析表达式对其线性度 、 谐波特性进行
了比较分析 。针对 ＭＭＣ 不 同的电容 电压平衡策略 ， 从系统成本 、 控制复杂度 、 系统损耗 分布等方 面进行 了比较研究 。介绍了 国内已
（ １ ． Ｚ ｈ ｅ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｈａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ３ １ ０ ０ １ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｇ ｒ ｉ ｄ Ｚ ｈ ｅ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｎ ｙ ，Ｈ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ３ １ ０ ０ ０ ７ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
经建成 的和正在建设 的４ 条基 于 Ｍ ＭＣ的柔性 直流输 电工程 ， 比较 了这 ４ 条线路 的电压等级 、 系统容量 以及运 行特点 。研究结果 表 明， 最 近电平调 制法 简单 、 易实现 ， 一般结合排序算法实现 电容 电压平衡 ， 适 用于子模 块数较多的场合 ， 载波移相法 的等效 开关频 率 较高 ， 输 出电压谐波小 ， 可 以利用闭环算法或者排序算法实现电容 电压平衡 ， 在子模块数较少时仍可适用 。 关键词 ：模块 化多电平变换器 ； 直流输 电； 阶梯波调制 ； 载波移相调制 ； 电容 电压平衡
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａ ｉ ｍ ｉ ｎ ｇ ａ ｔ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｉ ｒ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｕ ｂ —ｍ ｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ｓ ｏ ｆ ｍ ｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｒ ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ（ ＭＭＣ ）， ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｍ４ ６ ４ 文献 标 志 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ １ — ４ ５ ５ １ （ ２ ０ １ ４ ） １ ２ — １ ６ １ ５ — ０ ８
Ｒｅ ｖ ｉ ｅ ｗ ｏ ｆ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ａ ｂｏ ｕｔ ｍｏ ｄｕ ｌ ａ ｒ ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｃ ｏ ｎｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ Ｘ Ｉ Ｅ Ｒ ｕ ｉ ， ＨＵ Ｌ ｉ ｅ － ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ， Ｘ Ｖ Ｊ ｉ ａ ｎ — ｇ ｕ ｏ ， Ｚ ＨＯ Ｕ Ｚ ｈ ｉ — ｃ ｈ ａ ｏ ， Ｑ Ｉ Ａ Ｎ Ｆ ｅ ｎ ｇ ，Ｇ Ａ Ｏ Ｚ ｈ ｉ — ｌ ｉ ｎ ｇ
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