一種新型MMC并聯(lián)雙端口子模塊及其三階段故障電流阻斷機(jī)理

王 琛，魏子文，王 毅，張 振，江仁斌

一種新型MMC并聯(lián)雙端口子模塊及其三階段故障電流阻斷機(jī)理

王 琛1,2，魏子文1，王 毅1,2，張 振1，江仁斌1

(1.新能源電力系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(華北電力大學(xué))，河北 保定 071003； 2.河北省分布式儲能與微網(wǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(華北電力大學(xué))，河北 保定 071003)

為使模塊化多電平換流器(modular multilevel converter, MMC)具備直流故障自清除能力和電容電壓均衡能力，提出了一種新型并聯(lián)雙端口子模塊：鉗位雙全橋子模塊(clamp double full bridge submodule, CD-FBSM)。該子模塊器件成本和運(yùn)行損耗較低，正常工作時(shí)相鄰子模塊之間具有多種協(xié)同運(yùn)行模式，通過特有的并聯(lián)模式可提高電容電壓均衡度。故障閉鎖時(shí)，模塊內(nèi)部電容并聯(lián)、模塊之間電容串聯(lián)且反向接入電路，能夠可靠阻斷故障電流并均衡電容電壓，有利于系統(tǒng)快速重啟。此外，提出了三階段故障電流阻斷機(jī)理分析方法，對CD-FBSM的故障電流阻斷過程進(jìn)行了研究。通過Matlab/Simulink的仿真結(jié)果表明，所提子模塊電容電壓均衡度較高，可快速阻斷故障電流，且故障電流阻斷過程與理論分析一致。

模塊化多電平換流器；子模塊拓?fù)洌恢绷鞴收希浑娙蓦妷壕猓还收想娏髯钄鄼C(jī)理

0 引言

作為直流輸配電領(lǐng)域的優(yōu)選拓?fù)洌K化多電平換流器(modular multilevel converter, MMC)憑借電壓質(zhì)量高、傳輸效率高和易于拓展等優(yōu)點(diǎn)，已在舟山五端柔性直流輸電、張北四端直流電網(wǎng)以及昆柳龍三端柔性直流輸電等多個(gè)工程中獲得實(shí)踐應(yīng)用，且取得了良好的運(yùn)行效果[1-2]。考慮到具備大通流能力的高壓直流電纜經(jīng)濟(jì)性較差，大型直流工程仍采用架空輸電線路，架空輸電線路易發(fā)的直流短路故障是亟待解決的問題[3-4]。……