直流配电网中MMC的谐波分析与调制方法设计

• 作者: 付超 王毅 胡灿
• 来源期刊: 电力建设
• 学科: 工学
• 关键词: 模块化多电平换流器(MMC) 直流配电网 最近电平逼近 脉冲宽度调制(PWM) 谐波
• 年，卷（期）: 2018,（7）
• 所属期刊栏目: 基于直流配电网的新能源汇集技术
• 页码范围: 81-88
• 页数: 8页
• 分类号: TM46
• 字数: 4828字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-7229.2018.07.010

摘要

将模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)应用于中低压直流配电网时,由于子模块数较少,输出电压低次谐波含量大,电流畸变程度较高,因此为直流配电网中的MMC设计合适的调制方法显得尤为重要.在分析MMC已有的最近电平逼近调制(nearest level modulation,NLM)与载波移相脉冲宽度调制(carrier phase shifting pulse width modulation,CPS-PWM)原理及谐波特点的基础上,提出了基于最近电平逼近的脉冲宽度调制(NL-PWM)方法,并推导了其谐波的解析表达式,给出了MMC调制的设计方法.所提出的NL-PWM方法谐波特性更好,并且均压简单,通用性好,易于与NLM方法相互转换,使MMC可根据实际需求方便地选择输出PWM波或阶梯波.对于中低压MMC,增加模块数和引入PWM波调制均可达到同样的谐波改善效果,文章的谐波分析结果为MMC的调制方法设计提供了理论依据,并引入新的谐波指标,即纯电感负载时电流总谐波畸变率,衡量2种方案的谐波大小.最后给出了6 kV MMC的设计算例,并通过仿真验证了所提出NL-PWM方法的可行性,以及其谐波分析结果的正确性.