基于准比例谐振控制的模块化多电平矩阵变换器环流抑制策略

作者：姜亚峰; 李仪博; 吴秋伟; 刘沈全; 吴小丹; 周前

来源：上海交通大学学报, 2025, 59(02): 242-251.

DOI：10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.193

• 模块化多电平矩阵变换器
• 分频输电系统
• 电容纹波电压
• 准比例谐振控制
• 环流抑制

模块化多电平矩阵变换器（M3C）是分频输电系统中的核心装置.由于缺乏直流环节，所以不同频率的电气量在M3C内部直接耦合，导致M3C内部出现非常复杂的谐波，造成子模块均压困难，影响M3C的稳定运行.提出一种基于准比例谐振（PR）控制器的闭环控制策略，实现对M3C内部环流的抑制.首先，研究稳态时子模块电容纹波电压，详细分析子模块纹波电压与开关函数耦合产生谐波电流的机理，推导谐波环流的解析式，指出抑制环流的必要性.然后，针对4种频率成分的谐波环流设计并联的准PR环流抑制器，在抑制环流的同时减少桥臂电流的畸变，保障桥臂间电容电压均衡并且具备良好的动态性能.最后，在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型，通过仿真验证控制策略的有效性.

• 单位
  华南理工大学; 山东大学; 清华大学; 南京南瑞继保电气有限公司