具备直流故障穿越能力的混合MMC可靠性分析和冗余配置方法

作者：许建中; 赵鹏豪; 江伟; 马巍巍; 赵成勇

来源：中国电机工程学报, 2016, 36(04): 953-960.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.2016.04.008

• 模块化多电平换流器
• 可靠性分析
• 冗余配置
• 混合子模块
• 三维曲面

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)已经成为高压直流输电领域具有很大应用前景的换流器技术。目前已有许多具有直流故障穿越能力的MMC子模块(sub-module,SM)拓扑,并且由不同类型的SM构成的混合MMC同时具备了较强的直流故障箝位能力和低投资、低损耗的优点。重点研究具备直流故障穿越能力的混合MMC的可靠性分析和冗余配置方法,首先研究同时满足支撑直流电压和直流故障穿越能力的混合MMC中两类不同拓扑子模块的初始临界数目比例,进而同时考虑半导体器件的有效利用率及MMC的可靠性,通过计算三维曲面的一阶差分,提出两种子模块的最优冗余配置方案,最终得到具备直流故障穿越能力的混合MMC中子模块的最优配置方案。以实际工程参数为基准,分别计算两种混合MMC的最优子模块冗余配置方案,与采用单一可切断直流故障电流子模块拓扑的MMC相比,在满足可靠性需求的前提下,混合MMC所需器件数目明显降低。

• 单位
  国网智能电网研究院; 新能源电力系统国家重点实验室; 国网福建省电力有限公司电力科学研究院; 华北电力大学