刘 健 尹项根 张 哲 熊 卿 王存平 张 斌

（华中科技大学电力安全与高效湖北省重点实验室 武汉 430074）

1 引言

近年，智能电网[1]、微电网[2]概念不断提出；新能源、分布式电源技术快速发展[3]；电气节能、电能质量控制装置广泛采用[4,5]，这些系统在与电网接口或者负载驱动方面很多都要求是基于电力电子的大（中）功率装置。我国在众多电力电子变换装置中，为了提高输出容量和电压等级，均广泛采用了两电平H桥功率单元串联结构，从4重化ASVG装置，到7重化高压异步电机驱动装置，直至10重化STATCOM系统，两电平功率单元串联技术在近10年间被发挥到了极致。但是，纵观电力电子技术的发展，应用对象的电压等级越来越高，从几千伏到几万伏甚至更高；容量越来越大，从几千瓦到几十兆瓦不等。如果继续按照传统方式，需要十几重（甚至更多）两电平级联才能达到要求，势必带来系统复杂程度过高、整体安全稳定性下降、装置成本增加以及后期维护困难等一系列问题，其弊端逐渐超过了原有优势。因此，针对高压大功率电力电子变换系统，需要采用新的拓扑结构，结合新的理论技术，对主电路及其控制技术进行完善和创新。

三电平逆变电路直流母线电压由多个开关器件共同承担，输出电压高，du/dt变化率小，已成为实现高压大功率变换的一种优良拓扑。我国很多高校、科研院所和部分企业已经进行了探索性的研究，并取得了一些有益成果，但从发表论文以及应用现状来看，在部分理论和技术方面仍然存在一些不足。……