基于开关电容结构的MMC子模块波动功率耦合方案及其参数约束

作者：滕甲训; 赵巍; 潘禹卓; 孙孝峰^*; 李昕

来源：中国电机工程学报, 2021, 41(21): 7449-7464.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.202142

• 模块化多电平换流器
• 开关电容
• 波动功率消除
• 2倍频环流抑制
• 电压自均衡

文中提出一种基于开关电容结构的模块化多电平换流器(switched-capacitorsbasedmodularmultilevelconverter,SC-MMC)拓扑方案。该拓扑通过基于半桥与变压器结构的高频链将子模块(submudule,SM)隔离后互联在一起,所有SMs电容之间呈现开关电容特性,在不依靠控制的前提下,同时实现SM波动功率的自然消除、桥臂2倍频循环电流的抑制及SM电压的自动均衡,从而大幅提升系统的功率密度,并且简化控制系统的设计。文中对传统MMC的波动特性以及关键组件参数约束进行研究,对SC-MMC实现上述功能的过程进行详细描述,并对新拓扑的参数与配置进行分析。最后,搭建一台SC-MMC的实验模型,实验结果验证了所提方案的正确性与有效性。

• 单位
  燕山大学