摘要
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。
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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