半/全桥混合型DC Chopper拓扑及其控制策略

作者：陈晴; 严佳男; 谢瑞; 宋伟宏; 杨文斌; 林磊^*

来源：高电压技术, 2021, 47(11): 4013-4022.

DOI：10.13336/j.1003-6520.hve.20201126

• 柔性直流输电系统
• 故障穿越
• 集中式模块化DC Chopper
• 半桥子模块
• 全桥子模块
• 桥臂能量平衡
• 功率耗散

DC Chopper能在海上风电柔性直流输电系统主网侧发生短路故障时耗散系统的盈余功率,并实现故障穿越。针对全桥型集中式模块化DC Chopper使用IGBT和二极管数目多的问题,提出了一种半桥/全桥混合型集中式模块化DC Chopper拓扑。该拓扑采用半桥子模块替换桥臂中一部分仅起到电压支撑作用的全桥子模块,并根据桥臂电流单向性的特点,省略掉子模块中部分IGBT,仅保留其反并联二极管,大幅降低了设备的成本。在此基础上,针对现有的集中式模块化拓扑控制策略精确度低的问题,进而提出了一种利用方波正半波幅值调节耗散功率、利用占空比平衡桥臂能量的控制策略,实现了对耗散功率和桥臂能量的精确控制。在Matlab/Simulink中开展了海上风电柔性直流输电系统故障穿越的仿真研究,验证了所提出的DC Chopper拓扑及控制方案具有良好的故障穿越效果。

• 单位
  华中科技大学; 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司; 电子工程学院; 强电磁工程与新技术国家重点实验室