柔直中混合型模塊化多電平變流器的調(diào)制方式和故障隔離.pdf

1、如何有效隔離直流側(cè)短路故障是柔性直流輸配電系統(tǒng)面臨的難題之一?；旌闲湍K化多電平變流器（MMC）是一種新型的柔性直流換流器拓?fù)?，其橋臂既包含全橋子模塊，又包含半橋子模塊，既利用了全橋子模塊隔離直流側(cè)雙極短路故障的能力，同時又兼顧了半橋子模塊的經(jīng)濟性，是一種實用的換流器拓?fù)?。本文研究混合?MMC的控制策略，提出了帶子模塊電容電壓平衡控制策略的混合型MMC的載波移相調(diào)制方式；在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究不同全橋子模塊混合比例的混合型MMC隔離直

2、流側(cè)雙極短路故障的能力。論文的主要內(nèi)容如下：
　　基于混合型 MMC全橋子模塊和半橋子模塊不同的工作原理，提出了帶子模塊電容電壓平衡控制策略的載波移相調(diào)制方式。通過混合型 MMC交流側(cè)輸出電壓控制和內(nèi)部環(huán)流抑制控制，獲得各橋臂的參考電壓；采用本文提出的調(diào)制方式，可分別獲得全橋子模塊和半橋子模塊的驅(qū)動信號；在驅(qū)動信號的控制下，全橋子模塊和半橋子模塊協(xié)同工作，混合型 MMC各橋臂輸出相應(yīng)的參考電壓。按此方式設(shè)計混合型MMC的子模塊驅(qū)動

3、電路，可使混合型MMC在較低的開關(guān)頻率下輸出較高質(zhì)量的交流側(cè)波形，且各全橋子模塊和半橋子模塊IGBT的開關(guān)頻率分布均勻。仿真結(jié)果證明了混合型 MMC調(diào)制策略的正確性，子模塊電容電壓平衡控制策略的有效性。
　　研究不同全橋子模塊比例的混合型 MMC隔離直流側(cè)雙極短路故障的過程，提出故障下的等效電路圖，推導(dǎo)出全橋子模塊電容的故障隔離電壓值表達(dá)式。將故障過程分為三個階段：短路故障階段、子模塊電容充電階段和故障隔離階段。在子模塊電容充電階

4、段，全橋子模塊電容的充電過程是隔離直流側(cè)雙極短路故障的關(guān)鍵；對不同全橋子模塊比例的混合型MMC，完成全橋子模塊電容的故障隔離電壓值的推導(dǎo)，以及使故障隔離電壓值不高于正常運行電壓的全橋子模塊混合比例臨界值的推導(dǎo)。結(jié)果表明：減少混合型 MMC的全橋子模塊混合比例可以節(jié)約開關(guān)器件的成本，但必須以提高全橋子模塊的電容耐壓水平為代價，應(yīng)綜合考慮，確定全橋子模塊數(shù)比例。仿真結(jié)果證明了推導(dǎo)的正確性。同時，混合型 MMC的全橋子模塊電容的故障隔離電壓值