开关损耗

为了解决三电平光伏逆变器故障穿越时的中点电位平衡问题，在已有的脉宽调制和中点电位平衡方法基础上，提出一种新型的深度载波交叠调制法(deep carrier overlapping PWM, DCO-PWM)。该方法通过尽量增加上下层载波的交叠深度，削弱了中矢量对中点电位的影响，实现了在故障冲击和高无功电流工况下保持中点电位平衡和并网电流可控。针对DCO-PWM增加了功率器件开关次数的问题，开发了一种调制策略的分相切换方法，仅在中点电位差超出设定阈值时，将调制波中间相切换到DCO-PWM，其他状态仍然使用常规的载波同相层叠调制法(carrier phase disposition PWM, CPD-PWM)，从而降低了并网电流的谐波含量和器件开关损耗。通过实验验证了上述方法在三电平逆变器低电压故障穿越过程中，可有效增强对并网电流和中点电压的控制，从而保证故障状态的安全可靠穿越。

针对模块化多电平变换器（modular multilevel converter，MMC）传统子模块（sub-module，SM）均压策略存在的开关频率高、开关损耗量多、计算量大等问题，提出基于子模块电容电压允许值的均压控制策略。通过引入电容电压允许值变量，使得SM电压始终在规定的范围内运行，降低了功率器件损耗。与此同时，由于不需要每个控制周期对全部SM进行排序，进一步减少了控制策略的计算量。通过仿真结果验证了所提策略的有效性，可以显著减少单位时间内功率器件的开关次数。

本文提出了一种新型三电平零电流开关直流变换器，该直流变换器中传统三电平电路的所有开关器件只需承受输入电压的一半。该变换器工作于电流断续模式，并且在任意负载下都能实现传统三电平电路中四个开关管和整流二极管零电流关断，有效降低了开关损耗。另外，辅助结构中的两个开关管则是零电压零电流开通，进一步降低了开通损耗。本文给出了所提的零电流开关直流变换器的详细工作原理，并搭建了一台300V/1500V/1. 5kW/5kHz的实验室原理样机，通过满载和半载两组实验验证了变换器的工作原 理和软开关性能。