模块组合多电平变换器的研究综述

模块组合多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)具有高度模块化、易于扩展、输出电压波形好等特点,尤其适用于中高压大功率系统应用。首先介绍MMC的电路拓扑和工作原理,总结MMC的主要技术特点;然后分别回顾MMC在脉冲调制、直流电压控制、预充电、环流、谐波、数学模型、主电路参数设计、故障保护等关键问题的最新研究进展,以及其在电力传动、电能质量问题治理领域的工程应用现状,在此基础上指出MMC今后亟待研究的关键问题。相关研究结果表明,MMC在电力系统中有广泛的应用前景,是未来中高压大功率系统,尤其是高压输电技术的重要发展方向。     

模块化多电平换流器的拓扑和工业应用综述

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)在高压大功率系统领域已展现出极其重要的工程应用前景。首先介绍了典型MMC的电路拓扑和工作原理,然后分别从子模块级拓扑和系统级拓扑2个方面,系统回顾了MMC拓扑的国内外最近研究进展,总结了MMC在柔性直流输电、电力传动、高压直流功率变换、电能质量问题治理等工业领域的工程应用现状。在此基础上指出MMC今后亟待研究的关键问题。相关研究结果表明,MMC在电力系统中具有广泛的应用前景,是未来中高压大功率系统的重要发展方向之一。     

适用于电压源换流器型高压直流输电的模块化多电平换流器最新研究进展

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)为多电平换流器家族中的一员,其技术特点非常适用于电压源换流器型高压直流(voltage source converter high voltage direct current,VSC-HVDC)输电领域。为了分析MMC的最新研究进展,首先介绍了MMC的拓扑电路及其工作原理,分析了其技术特点和应用领域,比较了其相对于传统2电平和3电平VSC拓扑的优势所在。然后分别从MMC的数学模型、调制策略、子模块电容均压、预充电、内部环流、控制方面、换流阀试验以及其在VSC-HVDC系统中的工程应用等方面,回顾了MMC目前在国内外的最新研究进展和工程应用现状,并指出了MMC自身的缺点和今后亟待研究的关键问题。已有的研究表明,MMC在电力系统中有着广阔的应用前景,是未来高压直流输电技术的一个重要发展方向。     

模块化多电平高压变频技术研究综述

模块化多电平换流器(MMC)作为一种新型高压大功率拓扑结构,不仅在直流输电领域中获得广泛关注,也在高压变频领域颇具应用前景。与传统的高压变频器拓扑相比较,模块化多电平换流器在灵活性、可靠性、电压波形质量、输入变压器设计、电压功率等级等方面均展现出一系列技术优势。为促进中国高压变频技术的发展,对MMC变频器的电路特点、子模块结构、调制方法、电容电压平衡策略、谐波分析、环流抑制、启动预充电、故障容错与可靠性、低频运行等方面的最新研究进展进行详细分析评述,并指出模块化多电平高压变频技术的研究难点与挑战。     

基于模块化多电平变换器的储能系统综述

储能系统是当前和未来新能源电力系统中的关键组成部分,储能系统的引入促进了电网结构的优化,实现了新能源的友好接入和协调控制。模块化多电平换流器(Modular multilevel converter,MMC)作为多电平换流器家族中的一员,在中高压大功率场合有着广泛的应用。对基于模块化多电平变换器的储能系统的研究情况进行归纳和总结。首先简要介绍了MMC的拓扑结构和技术特点,其次对各种储能技术的概况进行总结。然后着重讨论了储能单元接入MMC的方式和带有储能装置的MMC的调制策略、子模块电容电压均衡、主电路参数设计、控制方面等关键技术的研究进展情况。最后对基于模块化多电平变换器的储能系统研究的重点问题提出了建议。     

基于MMC拓扑的电力电子变压器研究综述

模块化多电平电力电子变压器将模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)与电力电子变压器(power electronic transformer,PET)相结合,在中高压大功率电能变换领域展现出广阔的应用前景。文中重点聚焦基于MMC拓扑的PET,首先回顾PET的发展历程,然后分别从系统级拓扑和MMC子模块拓扑两个方面对国内外最近研究进展进行归纳整理和分析对比。在此基础上,总结模块化多电平PET的控制架构、控制方法和故障隔离与容错策略。最后,探讨模块化多电平PET存在的关键问题和拓展研究方向。     

基于双Buck电路的改进MMC变换器研究

模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)在高压大功率场合具有广泛应用前景,但其拓扑结构中存在桥臂直通导致的电容短路等隐患。设计了一种基于双Buck电路的MMC变换器,即以双Buck电路而非桥式电路作为MMC变换器的基本单元。基于双Buck电路的MMC变换器消除了桥臂直通和体二极管反向恢复问题。对该拓扑的工作原理及运行方式进行了分析,给出一种基于最大(小)值电容排序投切的控制方法,以实现电容电压的均衡控制,并在Saber平台上进行了建模仿真,仿真结果与理论分析相符,提高了系统的稳定性。     

模块化多电平换流阀模块级等效运行试验研究

模块化多电平换流器(MMC)通过标准功率模块(SM)的串联实现高压大容量化,且避免了器件的直接串联,降低了制造难度,具有开关频率低、效率高、输出特性好、可扩展性强等优点,己成为当前柔性直流输电系统中换流阀的首选方案.MMC因其大功率、高电压、强电流的特点,导致在试验环境中很难构建与实际工程相同的全载电路进行试验.因此,设计适当、有效的试验方法和装置来获得能代表实际运行条件的关键应力显得尤为重要.这里首先分析了MMC系统功率模块试验电路的工作原理,然后提出了一种主动充电策略及功率对推控制策略,最后在此基础上对某工程上的功率模块进行了充电试验和功率对推试验.该试验电路简单易行,能模拟MMC功率模块实际运行中的电压、电流和温度应力,特别适合模块样机研制阶段对单模块进行测试.     

电机控制集成电路的选用第四讲功率模块集成驱动电路IR2133的选用

功率模块集成驱动电路ＩＲ２１３３是高电压,高速度大功率ＭＯＳＦＥＴ和ＩＧＢＴ专用集成电路新产品,可同时输出３对驱动桥中高压侧与低压侧的驱动信号。文中对其主要特点、技术对其主要特点、技术指标、应用电路等作了介绍,以利于选用。     

MMC模块化串并联扩容方法及在能源互联网中的应用

能源互联网可以实现大规模可再生能源的高效利用与远距离传输。基于模块化多电平技术的直流电网是构成能源互联网、实现可再生能源电能传输的重要组成部分与有效技术手段。但受限于现有电力电子技术的发展,单个模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）的额定电压和额定电流难以提高,难以实现跨国或者跨洲的大规模可再生能源电力传输。针对上述问题,研究了MMC的子模块串、并联,桥臂串、并联及换流站串、并联的拓扑结构,并对比分析了各种结构在大规模风电并网传输中应用的技术优缺点。为了综合MMC和相控换流器（line commutated converter, LCC）的技术优势,并适应未来能源互联网的需要,还研究了MMC与LCC的串、并联结构。最后,仿真研究了串联结构的均压问题和并联结构的均流问题。通过对各种串并联扩容方法的对比研究,得出了MMC串联及MMC与LCC串联在高压大功率场合中更具技术优势的结论。研究结果可以为大功率换流站的构成方法与工程应用提供参考。