MMC模块化多电平换流器常用调制策略的对比分析

在Matlab/Simulink环境下分别搭建了桥臂数量为6和10的两种调制方法的仿真模型,分析了模块数量与调制方法对输出的正弦电压的影响。

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应用介绍

Simulink中建立起MMC的脉宽调制模块的模型,仿真的整体如图1所示。

图1  6模块载波移相调制仿真

为了便于观察装置的输出波形,所有仿真均连接的是纯阻性负荷。其中三个调制波发生器分别连接着三相的PWM发生器,每个PWM调制器发出6组子模块开关信号,控制一相的一个桥臂,每组信号由一对相反的开关信号组成,开关信号发出模块的内部结构如图2所示。

图2  开关信号发生模块

该模块输出的开关信号输入到MMC模块中,用于控制每个子模块的导通与关断。

为了观察模块数量对于输出d1电压波形谐波含量的影响,分别搭建了单个桥臂子模块的数量为610的两个仿真系统,两系统载波频率均为1KHz,为了保持输出电压大小相同,模块数为6的系统,每个子模块的初始电压设定为2kV;模块数位10的系统,每个子模块的初始电压设定为1.2kV,这样两个系统的输出电压峰值理论上均为6kV,便于进行电压波形的对比与分析。模块数为6的系统输出电压波形如图8所示,模块数为10的系统输出电压波形如图3所示。

图3  6模块电压波形

图4  10模块电压波形

可以看出,随着模块数量的增多,输出的电压波形越来越接近正弦波形。接下来对这两个波形进行傅里叶分析,来观察其中的谐波含量的变化,图5为N=6的系统,图6为N=10的系统。

图5  6模块电压波形频谱分析

图6  10模块电压波形频谱分析

文件列表(部分)

名称 大小 修改日期
MMC10NLM.slx141.52 KB2022-11-04
MMC10PWM.slx110.04 KB2022-11-40
MMC6NLM.slx109.25 KB2022-11-52
MMC6PWM.slx81.88 KB2022-11-46

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