计及旁路子模块的MMC损耗均衡控制策略

作者：罗永捷; 李奇芬; 黄鹏; 宋勇辉; 贾赞; 王强钢

来源：中国电机工程学报, 2023, 43(21): 8456-8468.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.221190

• 模块化多电平换流器
• 子模块旁路
• 损耗特性
• 损耗均衡控制

子模块故障是模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的常见故障类型。故障子模块旁路后，各桥臂处于不对称运行状态，导致损耗分布不均和结温异常，降低换流阀运行效率与可靠性；在子模块数量较少的中低压MMC中更为凸显。为解决上述问题，该文推导MMC在不同旁路子模块占比下的桥臂电流解析式，进而量化分析故障桥臂及健全桥臂的损耗分布差异性。在此基础上，针对采用载波相移脉宽调制的中低压MMC，提出一种考虑桥臂旁路子模块的损耗均衡控制策略，结合零序电压和最优环流注入从开关器件的耐受电压和瞬时电流，抑制故障桥臂中健全子模块损耗升高，使各桥臂损耗趋于均衡，从而提升系统运行经济性与可靠性。最后，在Matlab/Simulink仿真中分析多工况情况，验证损耗特性的正确性与所提控制策略的有效性。

• 单位
  输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室; 重庆大学