第
3
期
电
源学
报
2013
年
5
月
Journal
of
Power Supply
No
.3
May.2013
模块化多电平变流器
(MMC)
两种调制比较
王忠蕴，施科研，陈敏，徐德鸿
(浙江大学电气工程学院，浙江杭州
310027)
摘要:模块化多电平变流器
(MM
C)在子模块数较少的情况下，其输出电压谐波成分较大，因此，通过优化调制方
式来改善输出电压的谐波成分具有重要意义。首先回顾了基于电容电压排序的直接调制法和基于载泼相移的调制
法的原理，重点对两种调制方式下的输出特性以及桥臂电压进行了比较，最后通过单相
MMC
平台对两种调和
l
方式
进行了实验研究。
关键词:多电平;变流器;直接调制法;载泼相移调制法
中图分类号
:TM46
文献标志码
:A
文章编号
:2095-2805(2013)03-0058-06
引言
近年来，随着电力电子技术在新能源、高压直
流输电等领域的应用，模块化多电平变换器因其良
好的输出电能质量、适应高电压应用、冗余特性等
受到越来越多的关注
[1]
。
模块化多电平换流器
(MM
C)常用的控制策略
有:基于电容电压排序的直接调制法
[2]
基于桥臂能
量控制的调制法
β
载波相移调制
[4]
等。在模块数较
少的情况下，存在输出谐波含量大的问题，因此选
择合适的调制方式对改善输出的电能质量，具有实
际意义。
本文在回顾
MMC
的直接调制法和载波相移调
制法的基础上，对两种调制方法的电路特性进行分
析，并在单相实验平台上进行了实验研究。
1
MMC
的拓扑结构及工作原理
单相
MMC
的拓扑结构如图
1
所示，由上、下两
个桥臂构成，每个桥臂由
n(
取
n=5)
个子模块与一个
电感串联构成，每相输出从两个桥臂中间引出。子
收稿日期
:2013-02-08
基金项目:台达环境与教育基金会《电力电子科教发展计划》的资助
(DREG2012
侃)9)
;浙江省重点科技创新团队项目资助基
金项目
(2010
盯∞
12
1)。
作者简介:王思蕴，硕士研究生，主要研究方向为模块化多电平变流
器，
Tel:
18258162712
沮
-mail
:ws
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ahω.cn
o
模块由一个
IGBT
半桥并联一个电容组成，如图
1
框中所示。
图中
U
d
为输入母线电压
，
U
a
为交流输出电压，
U
Fh
~U
aN
分别为上、下桥臂的输出电压
，
Upa
、
U
na
分别为
上、下桥臂所有子模块的输出电压，平、」为上、下桥
臂的桥臂电流，
ι
、
Ln
为上、下桥臂的电感且感值相
同，马、
U
lA
分别为上、下桥臂的电感电压
，
Vcj
为各子
模块的电容电压
，
Vj
为各子模块的输出电压。
Tl
::::.Æ..
2
U
a
}
LR
R
+
+ +
N
图
1
单相
MMC
的拓扑结构图
y
口
'v.
口
VC6
VC
lO
子模块的其工作方式如图
2
所示，当上管导通
下管关断时，子模块处于插入状态。在插人状态，约
为句。若子模块处于上桥臂，且平方向为正
，
Vcj
充
电;若平方向为负
，
Vcj
放电。当上管关断下管导通
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