水利設備中二極管鉗位型五電平逆變器優化均壓算法研究

方 麗

(莒南縣嶺泉水利服務中心，山東 莒南 276621)

當今世界的能源缺乏與環境污染日益成為人類面臨的共同難題。在全球呼吁節能減排的形勢下，多電平變換技術已成為高壓大功率電力電子技術領域的研究熱點[1-2]。多電平逆變器能夠以耐壓較低的功率器件實現較高電壓輸出，相對于兩電平逆變器具有輸出電壓等級高、諧波特性好、開關損耗小等優點，因而在高壓交流電機調速、分布式發電、靜止無功補償、新型直流輸電等領域有良好的應用前景[3]。目前研究得出的多電平逆變器拓撲結構主要有三種：H橋級聯型、飛跨電容型和二極管鉗位型。其中二極管鉗位型多電平逆變器由于無須多個獨立直流電源和輔助電路，可靠性較高，相比于其他拓撲結構在應用領域具有更好的發展前景[4]。

由于二極管鉗位型的主電路結構和調制算法復雜度隨著電平數的增加而急劇上升，目前只對五電平及以下二極管鉗位型多電平進行研究[5]。在目前的研究中，二極管鉗位型三電平已廣泛應用于HVDC、STATCOM、有源濾波等領域。盡管五電平相對于三電平能夠輸出更高的電壓等級以及具備更好的諧波特性，但卻存在以下問題：直流側電容電壓不均衡，一個奇數次多電平會逐漸退變為三電平，而偶數次多電平會退變為兩電平。目前實現二極管鉗位型五電平逆變器均壓的主要方法有：為電容分別獨立供電；通過外接電路輔助均壓；優化SVPWM算法選擇合適的冗余矢量均壓。……