讲座主题：中点箝位型多电平变换器拓扑与控制策略

讲座人：李永东 教授，清华大学

              王奎 博士，清华大学

讲座摘要：

中点箝位型（NPC）多电平变换器自1981年提出以来，由于其控制简便、开关器件少、结构紧凑、功率密度高等优点在轧钢、海上风电、电力牵引等中压电能变换领域得到了广泛的应用。但是随着对电压和功率等级的需求越来越高，传统的三电平NPC已经无法满足需求，直接扩展到更高电平之后又存在二极管数量急剧增加和中点电压难以平衡的问题。为解决这个难题，本专题报告将分别从拓扑和控制两个方向介绍目前中点箝位型多电平变换器的研究进展。在拓扑方面，通过引入悬浮电容提供冗余开关状态来实现中点电压平衡，包括有源中点箝位、层叠多单元、混合箝位、嵌套中点箝位等多种拓扑结构，其目标是尽量简化开关器件和电容的数量，减小体积和成本。在控制方面，通过采用虚拟空间矢量或者载波交叠PWM等新型调制策略来实现中点电压的自平衡。本专题报告将梳理中点箝位型多电平变换器的发展脉络，探讨不同拓扑与控制策略之间的内在联系与基本规律，介绍最新的发展趋势和研究成果，促进其在工业中的推广应用。

讲座人介绍：

李永东，清华大学电机系教授、博士生导师、IET fellow。1962年出生，1978～1982年在哈尔滨工业大学电气工程系工业电气自动化专业学习，并获工学学士学位；1983～1987年在法国图卢兹国家理工学院电气工程及自动化系获硕士、博士学位，1988～1990年在清华大学电机系从事博士后研究。1990年至今在该系任教，1996年破格聘任为教授，1999年聘为博士生导师，2002年兼任法国图卢兹国家理工学院客座教授，2007年兼任哈尔滨工业大学客座教授，2003年获“中达学者”称号，2013年获 “天山学者” 特聘教授。主要研究方向为大容量电力电子变换器及应用，交流电机的全数字化控制及其在数控机床、高铁电力牵引和舰船电力推进中的应用，新能源发电等。主持国家自然基金项目4项、国家863项目、支撑计划等重点课题多项，完成我国首台工业化高压大容量变频器的研制和生产，推广后产生巨大经济和社会效益。获教育部科技进步二等奖1项、中国机械工程学会特等奖1项、电工技术学会科学技术二等奖1项。现任清华大学电力电子工程研究中心副主任，美国电气工程师学会北京分会主席，中国电工技术学会高级会员，电力电子学会副理事长，中国电工技术学会电控装置及系统专委会副主任委员，中国自动化学会电气自动化专委会副主任委员，学术委员会主任、PCIM Asia会议国际指导委员会委员等。出版第一作者专著3部，发表论文300多篇。

王奎，博士，清华大学电机系助理研究员，IEEE高级会员。1984年出生于湖北省鄂州市，2002年9月~2006年7月在清华大学电机系学习并获学士学位，2006年9月~2011年7月在清华大学电机系学习并获工学博士学位。2011年7月~2013年8月在清华大学从事博士后研究，2013年9月留校任教至今。其中2018年8月~2019年8月获国家留学基金委资助在美国田纳西大学CURENT中心访学1年。主要研究方向为多电平变换器拓扑与控制等。在IEEE刊物上发表一作/通讯作者SCI论文20篇，获中国发明专利授权5项，美国专利1项，主持国家自然科学基金2项，北京市自然科学基金1项。