田博文，呼斯乐，彭佩佩，陈 创，曹裕捷，李 洁

(1.西安理工大学 电气工程学院，陕西 西安 710048；2.内蒙古电力(集团)有限责任公司，内蒙古 呼和浩特 010020；3.中国电力科学研究院有限公司，江苏 南京 210013)

0 引 言

随着国家经济的快速发展，社会对电力需求不断增加，多电平变流器被广泛应用于高压大容量场合[1]。多电平变流器可以承受更高的电压，在应用于电网、电机控制等领域时，可以减小电网中谐波污染，提升电网输电能力，而且使得线路损耗降低[2]；同时，又可提高用户的用电设备工作可靠性[3]。

目前多电平变流器中最常见的是三电平拓扑，其中三电平NPC 变流器已经有非常广泛地应用[4]。传统三电平NPC变流器工作时存在器件结温差异较大，开关器件损耗分布不平衡等问题[5]，这些问题严重影响变流器的可靠性及使用寿命。为了改善NPC变流器损耗不平衡的问题，有学者提出了ANPC拓扑[6]。该拓扑使用可控开关器件代替钳位二极管，既具有钳位结构的特点，同时又可以输出多种零状态，为损耗平衡提供了可能。

损耗平衡策略是ANPC 变流器的研究热点。有学者提出通过2种脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)工作方式切换实现结温平衡控制[7]，随着调制度的变化动态改变2种 PWM 的工作比例，该方法可在一定程度上实现结温平衡控制，但不能有效实现每相桥臂所有器件的损耗分布平衡，且每种 PWM 方式采用不同的零状态，存在多个不同零状态之间的切换，从而额外增加了开关损耗。还有学者采用软开关技术减小ANPC变流器的开关损耗[8]，但该技术中变流器每个桥臂使用2个辅助开关管和1个 LC 谐振支路，增加了系统成本和复杂度，且没有研究器件的损耗平衡。……