一种新型串联单链式模块化多电平变换器

作者：刘浩然; 陈武; 舒良才; 兰建西

来源：中国电机工程学报, 2022, 1-12.

• 中压直流配电网
• 模块化多电平变换器
• 链式结构

模块化多电平变换器(modular multilevel converter， MMC)是中压直流配电网中应用较为广泛的拓扑结构，但是庞大的开关器件数量、较多的子模块数量导致成本增长与损耗增加、设备体积与空间的限制等因素制约了MMC的进一步的发展。为了解决这些问题，本文提出了一种串联单链式模块化多电平变换器(series single chain-link MMC， SSC-MMC)，四组由半桥子模块(half-bridge submodules， HBSMs)组成的桥臂经串联接入直流端口，桥臂连接处引出交流端口，在交流输出侧经隔直模块抵消直流偏置电压，从而产生三相交流电压。本拓扑相较于传统三相MMC可减少2/3的子模块数量，从而降低变换器的制造成本与体积。本文详细的给出了SSC-MMC的运行原理，提出了SSC-MMC的控制策略与调制策略，并对拓扑结构中的关键参数进行分析设计。对SSC-MMC与常见的传统MMC及SMMC的拓扑结构从多个方面进行了对比分析。最后利用MATLAB/Simulink对SSC-MMC进行仿真验证，并制作了1kW/600V_(dc)/100V_(ac)的样机进行实验测试，仿真与实验结果验证了本拓扑的可行性与控制策略的有效性。

• 单位
  东南大学