基于混合调制的模块化多电平换流器环流抑制策略

2021-10-15曾国辉

电子科技 2021年10期

关键词：策略

孙悦，曾国辉，黄勃

(上海工程技术大学电子电气工程学院,上海 201620)

相较于两电平、三电平换流器，模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)高度模块化，波形质量高，开关损耗小，易于实现电压等级的提升和容量的扩展，在直流输电领域引起了广泛的关注和研究[1-4]。但MMC也有缺陷，其运行时各桥臂间的电压不完全一致，产生环流在三相桥臂间流动，进而导致桥臂电流发生畸变，增加了换流器的损耗[5-6]。

MMC的调制策略是影响系统运行损耗和输出电压谐波特性的重要因素。目前应用最广泛的是最近电平逼近调制(Nearest Level Modulation，NLM)策略和载波移相脉宽调制(Carrier Phase-Shift PWM，CPS-PWM)策略。文献[7～12]介绍了NLM的原理以及其在MMC中的实现方法。文献[13～17]介绍了CPS-PWM的原理及其在MMC中实现的方法。文献[18～19]对NLM和CPS-PWM展开了对比分析，并指出NLM适用于子模块数较多的高压应用场合，而CPS-PWM则适用于子模块数较少的中低压应用场合。

在中低压应用场合，MMC采用NLM策略时会出现输出电压和电流谐波含量高等问题。为此，本文提出了一种将NLM和CPS-PWM相结合的混合调制策略，以N/2作为阈值进行两种调制策略的转换配合。然后，针对MMC在混合调制策略下产生的二倍频环流提出了一种自适应陷波器与准比例谐振控制器相结合的环流抑制策略对其加以抑制。最后在MATLAB/Simulink仿真软件中验证了基于混合调制策略的MMC环流抑制策略的有效性。