一种MMC子模块电容电压波动最小化容值优化方法

摘要

模块化多电平变换器MMC(modular multilevel converter)广泛应用于直流配电系统.MMC由多个子模块组成,减小子模块电容可以降低子模块成本,提高变换器功率密度.分析了共模电压、环流和调制比对电容电压波动的影响,利用电容电压波动的解析表达式,通过注入合适幅值和相位的三次共模电压和二、四次环流,选取最优调制比,使目标函数电容电压纹波达到最小化,从而在一定电容电压波动率下使其电容取值达到最小化.采用所提方法可以使子模块电容容值的需求降低至常规方法的22％,变换器功率损耗降低至常规方法的87％,而开关管电流应力与现有方法相比只增加0.5％.RT-LAB实时仿真结果验证了所提理论的正确性和可行性.