MMC器件损耗分布与电容电压纹波综合优化方法

MMC器件损耗分布与电容电压纹波综合优化方法
逆变工况下，半桥子模块下部绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)(简称T2管)损耗占比较大，减小其损耗有利于提升设备运行可靠性。同时，抑制电容电压纹波有利于减小电容需求及提高功率密度。然而，现有优化控制策略未关注损耗分布优化及电容电压纹波间的矛盾，难以兼顾设备运行可靠性及功率密度。为此，文中提出兼顾减小T2管损耗及抑制电容电压纹波的综合优化方法。首先，通过分析电荷量对器件损耗及电容电压纹波的影响路径，阐述减小T2管的通态损耗与抑制电容电压纹波间的内在矛盾。接着，通过引入罚函数，建立计及T2管损耗及电容电压纹波的综合目标函数。然后，以主动旁路策略为例，通过分析二倍频环流与三次谐波电压注入对T2管损耗和电容电压纹波的影响规律，提出基于二倍频环流及三次谐波电压注入的综合优化方法。最后，在MATLAB/Simulink及PLECS中搭建仿真模型进行验证。仿真结果表明：该综合优化方法兼顾了T2管损耗与电容电压纹波优化，一定程度上增加了设备可靠性与设备的功率密度。

标题：
MMC器件损耗分布与电容电压纹波综合优化方法
Integrated optimization of loss distribution and capacitor voltage ripple for MMC devices

作者：
苏田田，路茂增，马新喜，赵艳雷，张厚升
SU Tiantian, LU Maozeng, MA Xinxi, ZHAO Yanlei, ZHANG Housheng

关键词：
半桥型模块化多电平换流器(MMC);损耗分布;电容电压纹波;二倍频环流;三次谐波电压;主动旁路
half-bridge multilevel modular converter(MMC);loss distribution;capacitor voltage ripple;double frequency circulation;third harmonic voltage;active bypass

2025-1-23 20:03 上传 MMC器件损耗分布与电容电压纹波综合优化方法.pdf

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