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摘要：本文以双变流器串联的开绕组拓扑结构为对象,针对其不同拓扑形式和不同应用条件下的控制策略展开研究,分别包括共直流母线双3L-NPC 开绕组拓扑及独立直流母线的双3L－NPC开绕组拓扑的调制策略,并提出共直流母线拓扑风力发电系统和双变流器串联光伏系统的应用方案。主要工作内容如下：(1)对共直流母线双3L－NPC串联开绕组拓扑,提出基于零序注入SPWM的共模电压差抑制方法并实现中点平衡控制。建立了共直流母线开绕组拓扑的数学模型,进行了双三电平零序注入SPWM调制策略的原理分析。阐述了共直流母线开绕组结构系统共模电压差产生的原理,在此基础上提出基于零序注入的共模电压差抑制方法,实现对系统高频和低频共模电压差的完全抑制。通过分析冗余矢量对中点电位偏移的影响,进行了无共模电压差条件下变流器中点平衡控制。(2)对独立直流母线3L-NPC串联开绕组拓扑,提出基于单相零序电压和三相零序电压联合注入的SPWM调制方式。分析了独立直流母线下双3L-NPC变流器数学模型和矢量构成方式,并以单相零序电压和三相零序电压为手段,分别实现最近三矢量为目标和损耗最优为目标的调制策略。针对最近三矢量调制策略,实现了各自变流器中点电位平衡控制,进行了不同调制度、功率因数角下中点电位控制能力分析。(3)提出了开绕组电机风力发电系统中机侧变流器控制策略的改进。实现了开绕组电机反电势谐波存在条件下对机侧零序电流的抑制；分析了反电势谐波电压对弱磁控制区域的影响,指出180°无零序电压注入方式,可提高弱磁控制电压环的指令给定,有利于电机工作在更高转速范围内；在此基础上研究了基于变流器效率优化的弱磁控制,通过建立变流器损耗模型,得出变流器损耗最小的弱磁电流指令。通过讨论叠加补偿电压后两组变流器调制波的工作范围,实现了基于反电势谐波下的共直流母线中点电位平衡控制,并进行了不同反电势谐波的中点电位控制能力分析。(4)提出了双变流器串联光伏并网变流器拓扑结构并完成对应控制策略研究。针对单直流源双变流器串联的光伏并网变流器结构,进行双两电平串联共模电压差抑制调制策略优化,实现了在抑制共模电压差条件下,两组变流器功率均衡控制；针对开绕组LCL滤波器,建立了共滤波电容和独立滤波电容两种滤波结构方案下的数学模型和等效电路,对各自系统传递函数进行分析找出不同模型下的LCL谐振点,并通过带通滤波器进行有效的阻尼控制。为进一步提升串联光伏系统发电效率,进行了双直流源变流器串联的光伏系统结构研究,实现了稳定直流电压的双电压外环控制策略和两组光伏组件独立MPPT的控制算法。