许继电源有限公司 刘向立 甘江华 蔡思淇 刘天强

分析模块化多电平换流器（modular multilevel converter，MMC）的拓扑结构和工作原理，比较采用最近电平逼近调制（nearest level modulation，NLM）时Si和SiC功率器件的使用对电路输出电压波形的影响。由于SiC MMC的电路输出电压谐波含量高于Si MMC电路，对SiC MMC提出一种新的调制策略来减小其谐波含量，即最近电平逼近调制与脉冲宽度调制（pulse width modulation，PWM）相结合的混合调制策略。通过电路仿真验证该混合调制策略的有效性。

为满足柔性直流输电工程逐渐增大的电压等级与容量要求，需使用器件性能更优良的电力电子器件和更合适的换流器拓扑结构与控制策略。

第三代半导体材料是开关器件研究的重点，与传统材料如Si、GaAs相比，SiC半导体材料在各个方面都有很大的优势：工作的最高温度更高、耐压能力更强、开关频率更高。在克服了SiC器件工艺和制造方面的技术难点后，研究SiC器件已成为必然的趋势。2016年Cree公司制造的10～15 kVSiC MOSFET和15 kVSiC IGBT代表着当时SiC功率器件最高的技术水平，新型SiC功率器件的研发在换流器中具有重要作用，有效提高了电压等级与容量，降低了电路损耗与工作温度。

模块化多电平换流器在降低开关频率、降低器件参数要求、降低损耗、提高波形质量、增强解决故障的能力、提高模块灵活性等方面具有很明显的优势。随着开关器件的发展，在输出电平数很多时，相较于较早出现的载波移相脉宽调制（CPS-SPWM），最近电平逼近调制更具优势，更便于控制，也能大幅度降低系统的损耗。……