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模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)随着半导体和电力电子领域的发展已成为一种适用于中高压大功率场合的新一代电力电子变换器,以MMC变换器结构为基础的换流器方案更适合直流输电。但是,MMC变换器各桥臂中子模块的数量随着功率和电压等级的不断提高而越来越多,所以柔性直流输电同传统直流输电相比,其开关损耗较大。针对这一现象,本文提出了将软开关技术应用在MMC变换器中的方法,通过软开关技术降低开关管的开关损耗,以有效降低换流器的功率损耗,减少电磁干扰,节约经济成本。本文主要研究内容如下:第一,本文分析了MMC变换器的拓扑结构和工作原理,建立了MMC变换器的子模块(SM)模型进行仿真,并设计了MMC变换器电路基本参数作为仿真依据,利用仿真结果提出开关管中存在的开关损耗问题。第二,本文针对电路中开关管在开关过程中的开关损耗问题,详细分析了软开关技术的相关原理与要求,深入学习了基于软开关技术的LLC(Logical Link Control,LLC)谐振半桥电路并进行仿真分析,基于此提出可以将软开关技术应用于MMC变换器中,提出了一种将软开关技术应用于MMC中的新型拓扑结构和操作方案,通过将桥臂电感L0分别接于每个子模块中,记子模块中的电感为Lm,在子模块中引入两个电容器Cp1和Cp2分别与每个子模块中的两个功率开关T1和T2并联从而与电感Lm引入谐振过程,实现了MMC的开关管的软开关过程。第三,利用仿真软件分别对采用新型软开关拓扑结构的MMC变换器子模块和未加入软开关过程的子模块开关过程波形图作对比,通过仿真验证了所提出的软开关操作方案的可靠性,仿真结果证明与理论分析相一致,通过软开关技术降低新型MMC变换器子模块拓扑结构中开关管的开关损耗,提高电路的工作效率,实现系统效率优化。第四,利用MATLAB/Simulink仿真软件对21电平的MMC进行了仿真分析和参数设计,分析了引入软开关过程的MMC变换器的调制策略和电容电压控制策略及并联电容器Cp1和Cp2参数的选取,仿真结果验证了所提出拓扑结构的可行性,降低了MMC变换器的开关损耗,提高了MMC变换器的系统效率。