双桥臂复用型MMC拓扑及其调制策略

作     者：谈竹奎 李继凯 冯起辉 李杨 张子亮 刘宗胜 

作者机构：贵州电网有限责任公司电力科学研究院 许继电气股份有限公司 贵州送变电有限责任公司 

出 版 物：《电源学报》 (Journal of Power Supply)

年 卷 期：2024年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFE0205300) 中国南方电网公司重点科技项目(GZKJXM20220041) 

主　　题：模块化多电平换流器 拓扑结构 轻型化 桥臂复用 

摘      要：为满足模块化多电平换流器(modular multilevel converter，MMC)轻型化设计的需求，本文在单桥臂复用型MMC(single-arm multiplexing MMC，SAM-MMC)的基础上，总结了桥臂复用型MMC的统一结构，提出了双桥臂复用型MMC(dual-arm multiplexing MMC，DAM-MMC)，并设计了桥臂切换开关结构、调制策略及复用模式低压切换策略。DAM-MMC三相共需要4N个子模块，其子模块利用率为75%。通过分析桥臂能量波动，DAM-MMC复用桥臂电容值与SAM-MMC相比降低了约31.9%，上、下桥臂电容容值降低了约11.5%，进一步降低了换流器的体积、重量及成本。基于试验样机，验证了DAM-MMC拓扑结构、参数设计及所提策略的可行性。