级联多电平储能功率转换系统调制方法分析.pdfVIP

电气传动 2014年 第44卷 第6期 ELECTRICDRIVE 2014 Vo1．44 No．6 级联多电平储能功率转换系统调制方法分析 晁刚。，凌志斌 ，曹阳 ，陈满 ，郭海峰 (1．上海交通大学 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室，上海 200240； 2冲 国南方电网有限责任公司调峰调频发电公司，广东广州510630) 摘要：主要针对H桥级联型大容量电池储能功率转换系统 (PCS)调制策略进行了理论分析和研究。首先 针对载波移相PWM调制，载波层叠PWM调制以及阶梯波调制分别分析了其电压频谱特性 ，并设计出一种简 单的阶梯波调制方法。其次基于容量等级和额定电压为2MW／10kV的储能功率转换系统，构建了Matlab仿 真模型，仿真验证了这种阶梯波调制的有效性并比对不同调制方法的差别。 关键词 ：多电平调制 ；电池储能功率转换系统 ；H桥级联 中图分类号：TM344．1 文献标识码：A AnalysisoftheCascadeMultilevelConverterModulationStrategy CHAOGang，LINGZhi—bin’，CAOYang’，CHENMan，GUO Hal—feng (1．KeyLaboratoryofControloy’PowerTransmissionandConversion(MinsitryofEducation)， ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China：2．PowerGenerationCompany， ChinaSouthernPowerGridCo．，Lid．，Guangzhou510630，Guangdong，China) Abstract：FocusedonmodulationstrategyofthecascadedH—bridgepowerconversionsystem basedonhigh— capacityeneryg storagebattery．Firstanalysisedthevoltagespectralcharacteristicsunderhtemodulationofhtephase shift PWM ，levelshiftedPWM andstaircasewavePW M anddesignedasimplestaircasewavemodulationmethod． Second，a2MW ／10kVpowerconversionsystemwasdesignedtoverifiesthevalidityofthisstaircasewavemodulation anddivergencebetweendifferentmodulationmethods． Keywords：multilevelmodulation；batterystoragepowerconversionsystem(PCS)；H—bridgecascade 1 引言 阶梯波调制等。 近年来，随着工业中对大功率变换装置要求 的日益增加，多电平变换器 由于其较低的输出电 压谐波，较小的开关损耗，器件应力较小等优点受 到越来越多的关注n]，多电平变换器主要有3种拓 扑形式：中性点钳位型、飞跨 电容型、H桥级联型。 多电平变换器的PWM调制方法可分为两类： 空间矢量调制技术与基于电压等级的调制技术心， 如图l所示 ，空间矢量调制技术由于高电压利用 率，低谐波含量等优点在低电平领域广泛应用，但 图1 多电平变换器PWM调制方法 Fig．1 Multilevelconve~erPWM modulationstrategy 对于5电平 以上的电路 ，控制算法将非常复杂。 基于电压等级的调制技术又可 以分为多载波