混合型模塊化多電平換流器解析建模與功率運行區間分析

魯曉軍, 向　往, 林衛星,2, 文勁宇

(1. 強電磁工程與新技術國家重點實驗室(華中科技大學電氣與電子工程學院), 湖北省武漢市 430074;2. 特變電工新疆新能源股份有限公司, 新疆維吾爾族自治區烏魯木齊市 830011)

0　引言

基于半橋型子模塊(HBSM)和全橋型子模塊(FBSM)的混合型模塊化多電平換流器(MMC)具備交直流解耦控制能力,能不閉鎖穿越直流故障[1-2],在架空線柔性直流輸電領域[3-8]具有廣闊的應用前景,近年來引起了國內外學者的廣泛關注[9-16]。

在混合型MMC子模塊比例設計方面,文獻[1]根據最大調制比和直流故障期間無功功率控制需求,提出了確定混合型MMC橋臂子模塊最小數量和FBSM的最小數量的方法。文獻[2]從子模塊均壓需求和阻斷直流故障的角度提出了FBSM的設計原則。文獻[9]根據混合型MMC要求的低電壓輸出水平和橋臂子模塊均壓要求,提出了橋臂HBSM和FBSM數量的計算方法。在混合型MMC運行控制方面,文獻[1]提出了正常運行工況下閥段的電容電壓平衡控制。文獻[2]提出了子模塊均壓控制策略,分析了子模塊電容電壓波動和電容設計原則。文獻[10]提出了子模塊分組充電啟動策略和直流故障穿越控制與恢復策略。文獻[11]研究了雙極短路和單極對地短路故障穿越策略。文獻[12]提出了直流單極接地故障穿越控制策略,避免了故障期間閥側直流電壓偏置。文獻[13]提出了對稱單極接線的混合型 MMC的分極控制策略,使得換流器可以在單極接地故障下保持健全極持續運行。文獻[14]針對整流站采用電網換相換流器(LCC),逆變站采用混合型MMC的混合直流輸電系統,在文獻[9]的基礎上分析了FBSM的選取原則,并通過控制直流電流實現直流故障穿越。……