混合級聯多電平換流器最優冗余配置方法

徐 瑩， 趙鵬豪， 許建中， 趙成勇

(華北電力大學 新能源電力系統國家重點實驗室， 北京 102206)

混合級聯多電平換流器最優冗余配置方法

徐 瑩， 趙鵬豪， 許建中， 趙成勇

(華北電力大學 新能源電力系統國家重點實驗室， 北京 102206)

混合多電平換流器具備直流故障處理的能力，且使用的器件數目少，在直流架空線輸電領域具有廣泛的應用前景。首先在保證換流器正常運行和直流故障穿越能力的條件下，分析了HCMC中整形電路和導通開關的模塊初始數目。根據器件承受應力的不同，分析了HCMC中整形電路和導通開關的重要器件的可靠性，以用于計算整形電路子模塊和導通開關模塊的可靠性。在保證換流器可靠性并兼顧經濟性的原則下，提出HCMC中整形電路子模塊和導通開關模塊的冗余配置方法。最后在基于高電壓大容量架空線輸電系統的具體算例下，驗證所提出的冗余配置方法的有效性。

混合級聯多電平換流器；整形電路；導通開關；最優冗余配置

0 引 言

柔性直流輸電技術由于其獨特優勢，在世界范圍內得到廣泛關注，在直流輸電領域得到迅速發展[1]。目前，已經投入工程應用的柔性直流輸電技術主要是基于兩、三電平電壓源換流器(Voltage Source Converter，VSC)[2,3]和基于模塊化多電平換流器(Modular Multilevel Converter，MMC)[4]兩類，基于這兩類換流器的柔性直流輸電技術均有各自的優勢和劣勢。2010年，ALSTOM 公司提出了混合級聯多電平換流器(Hybrid Cascaded Multi-level Converter, HCMC)[5]，HCMC結合了兩電平VSC和全橋MMC的結構特點及其優點。從結構特點上，HCMC包含兩部分關鍵結構，一部分是位于交流側的整形電路，由全橋子模塊串聯組成，和全橋MMC關鍵結構類似；……