基于新型子模塊拓撲的MMC-HVDC故障阻斷特性研究.pdf

1、模塊化多電平換流器(MMC)憑借諸多優(yōu)點在柔性直流輸電領(lǐng)域發(fā)展十分迅速。當(dāng)應(yīng)用于遠距離高壓直流輸電時，由半橋型子模塊(HBSM)構(gòu)成的傳統(tǒng)MMC在直流側(cè)發(fā)生故障時雖然可以閉鎖所有絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)實現(xiàn)對器件的保護，然而因為IGBT并聯(lián)續(xù)流二極管，造成短路電流不能被閉鎖，從而使其不具備直流側(cè)故障清除能力。針對傳統(tǒng)半橋型子模塊無法清除直流側(cè)故障的問題，許多具備直流故障阻斷功能的新型子模塊相繼被提出，相比半橋型子模塊，這些新型子模

2、塊增加了額外的阻斷器件，從而在電平數(shù)較多的情況下增加了換流器的損耗。
　　本文首先對MMC的基本原理做了簡要介紹，其次，在研究了現(xiàn)有的具備直流故障自動清除能力的新型MMC子模塊之后，對其做了改進，提出了一種具備三電平輸出能力且具備較強故障阻斷功能的新型子模塊，并將新型子模塊拓撲結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)半橋子模塊結(jié)合構(gòu)成橋臂混合子模塊式換流器，以降低由新型子模塊構(gòu)成的換流器所帶來的額外損耗問題。并分析了混合式換流器的調(diào)制策略以及交流電壓階梯波的諧

3、波特性，且通過 PSCAD/EMT DC仿真平臺進行了仿真驗證。
　　針對基于循環(huán)嵌套機理的MMC(NLMMC)的優(yōu)越性，本文提出了一種具備直流故障阻斷能力且損耗較低的混合子模塊，應(yīng)用到基于循環(huán)嵌套機理的MMC之后，使新型換流器在具有直流側(cè)故障阻斷能力的基礎(chǔ)上，提高了電平輸出能力，從而間接地減少了換流器的損耗。文章從該拓撲結(jié)構(gòu)的工作原理入手，對新型換流器的故障阻斷機理和調(diào)制策略進行了分析，提出了分層電壓平衡控制策略。最后通過 PS