黄守道　廖　武　高　剑　黄　晟　荣　飞（湖南大学电气与信息工程学院　长沙　410082）



基于改进均压算法的模块化多电平变流器开关频率分析

黄守道廖武高剑黄晟荣飞
（湖南大学电气与信息工程学院长沙410082）

以一种优化的最大电压偏差均压方法为基础，推导出模块化多电平变流器（MMC）平均开关频率的解析表达式，并分析了影响MMC开关频率的因素，对MMC损耗计算和散热设计具有一定的指导意义。在Matlab/Simulink平台上建立46电平的单相MMC模型，并进行仿真，最后搭建了9电平单相MMC实验样机，实验结果验证了所得结论的正确性。

模块化多电平变流器开关频率优化均压柔性直流输电

0　引言

基于电压源变流器的直流输电系统具有功率因数可调、可四象限运行、且具有黑启动能力等优点，可用于新能源发电接入以及城市环网供电等场合［1，2］。但采用传统两电平变流器需要采用多个大功率半导体器件串联实现高压交直流转换，存在器件开关应力大、串联均压难、电磁干扰大等缺点。模块化多电平变流器（Modular Multilevel Converter，MMC）具有输出电平数高、谐波小、可利用低压器件串联得到高电压等级以及模块化设计等优点［3-6］，于2002年由德国联邦大学提出后就成各国学者研究的热点。

由于MMC采用多个子模块级联的形式，其调制方法与传统两电平的电压源型变流器 （Voltage Source Converter，VSC）有很大不同，需要加入保证每个子模块电容电压平衡的均压控制算法。基于空间矢量调制（Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM）的MMC由于开关矢量选择众多，算法复杂［7］，在模块化多电平中实现困难。……