具備直流故障隔離能力的新型MMC拓撲研究

張清枝， 李志輝

(1.新鄉學院 機電工程學院，河南 新鄉 453003； 2.鄭州大學 電氣工程學院，河南 鄭州 450001)

具備直流故障隔離能力的新型MMC拓撲研究

張清枝1， 李志輝2

(1.新鄉學院 機電工程學院，河南 新鄉 453003； 2.鄭州大學 電氣工程學院，河南 鄭州 450001)

對柔性直流輸電的直流側短路故障問題，提出了一種新型的能夠自我阻斷直流故障的子模塊拓撲，該拓撲可以通過自身結構特性來阻斷故障電流；在此基礎上，為了抑制故障時子模塊電容電壓升高帶來的不利影響，提出了具有阻尼電阻的子模塊拓撲，該拓撲在阻斷故障電流的同時還具有抑制子模塊電容電壓的作用.在PSCAD/EMTDC平臺下搭建了9電平MMC-HVDC仿真模型，并驗證了所提出新型拓撲的正確性.

柔性直流輸電； 直流故障； MMC； 子模塊拓撲； 子模塊電容電壓

0 引言

近年來，隨著分布式電源、儲能技術的不斷發展，直流輸電技術受到了人們的廣泛關注[1-3].柔性直流技術可以獨立控制功率、沒有換向失敗，成為目前研究的熱點之一.而模塊化多電平換流器 (multilevel modular converter MMC)由于采用模塊化設計，具有可拓展性好，開關頻率低等優點[4-5]，目前已成為換流站的首選拓撲.在采用MMC的系統中，直流側的短路故障是目前MMC需要研究的一個主要課題[6-7].實際工程中通常采用MMC半橋型子模塊(half bridge sub module，HBSM)，當換流器直流側發生雙極短路故障時，在IGBT(insulated gate bipolar transistor)關斷的情況下，短路電流會經過并聯的反向二極管流入故障點，且無法通過閉鎖換流器來阻斷短路電流，會造成十分嚴重的危害[8].

采用可以……