彭伟伦，姜建国，刘贺，乔树通

（上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室，上海200030）

0 引 言

多电平变换器从产生至今已经有三十多年的发展历史［1］，具有谐波小、输出电压等级高和对共模电压抑制性好的特点，在大功率中等电压等级的设备，如电机拖动、静止无功补偿器和有源滤波器中得到了广泛的应用［2-3］。经典的变流器拓扑有二极管中点箝位式（NPC）、飞跨电容式（FC）和H桥级联式（CHB）［4-5］以及模块化多电平变流器（MMC）［6］。每种变流器都有各自的优点，同时存在拓扑引起的难以被克服的缺点。例如，二极管中点箝位式存在母线电容电压平衡问题，飞跨电容式对电容的数量需求大且电容电压控制困难，而级联式则需要比较多的独立电源数量。因此，对其他新型拓扑型式的变流器的研究是很有必要的。堆叠多单元（SM，Stacked Multicell）拓扑型变流器的设计在2001年被提出，是由飞跨电容式变流器衍生而来［7-8］，其拓扑结构如图1所示。SM型变流器具有中点电位自平衡、不需要变压器和半导体开关电压应力分配平均等特点［7，9］，近年来吸引了越来越多的关注。但国内对SM变流器研究很少，中国知网上目前仍然检索不到相关文献，而国外对SM变流器的研究也都集中在多电平模块化和载波调制算法的优化上［10-11］，缺少针对具体拓扑开关状态的分析和空间矢量调制算法的控制策略研究。本论文针对空间矢量调制算法，提出了五电平SM变流器的控制策略，通过对开关状态的分析和选择，在输出给定的参考电压矢量的同时维持各个电容电压两端电压的平衡和稳定。……