摘要：MMC-HVDC的直流故障处理能力直接关系到其在架空线领域和高压大容量场合的应用前景。因此,提出了一种MMC改进拓扑,其利用子模块电容电压形成反电动势来强制关断二极管,快速地清除故障电流。详细分析了该拓扑直流故障清除原理和各功率器件的耐压情况,并与其他拓扑进行了对比分析。最后采用PSCAD/EMTDC仿真验证了所提新型子模块拓扑的正确性和有效性。结果表明,所提出的拓扑的主IGBT和保护IGBT的额定电压都仅为常规设计的1/2,可有效降低换流器成本。

摘要：多端柔性直流配电技术是目前国内外配电领域关注的热点,而典型故障下的过电压及其防护是其关键技术之一。针对±10kV三端柔性直流配电系统开展不同子模块拓扑下配电系统过电压差异及原因的仿真研究。首先基于PSCAD电磁暂态仿真软件,建立了分别含有半桥型和全桥型子模块拓扑的三端柔性直流配电系统的过电压仿真模型,分析了典型故障工况;然后,仿真计算了各典型故障工况下各关键位置的过电压分布,分析半桥型和全桥型子模块拓扑下的过电压计算结果差异;最后,针对差异较大的过电压计算结果,通过仿真及理论分析提出了差异原因及可能对设备绝缘水平的影响。研究结果可为多端柔性直流配电系统的设计和过电压防护方案的研究提供参考。

摘要：为使模块化多电平换流器具有直接阻断故障电流的能力,提出一种由钳位双电容子模块与半桥子模块混合的模块化多电平换流器桥臂拓扑设计方案。首先,介绍了钳位双电容子模块的结构和运行特性,进一步提出混合型桥臂拓扑的桥臂设计方案;其次,考虑成本及损耗,对钳位双电容子模块与混合型桥臂设计方案的经济性进行了对比分析;最后,在MATLAB仿真平台上构建柔性直流输电模型,验证了所提混合型桥臂设计方案的可行性。

摘要：模块化多电平换流器(MMC)作为实现多电平换流器的一种新的拓扑结构,具有高度模块化、维护间隔长、输出波形谐波含量低等优点,因此在中高压电能变换和高压直流输电领域得到了广泛的应用和研究。而传统的半桥型子模块结构在直流侧发生故障的时候,由于所并联前向二级管原因,当IGBT闭锁时,不能够实现直流侧故障电流的阻断功能,从而对其应用带来了一定的不利影响。本文总结了现有的子模块拓扑结构的特点,通过分析MMC直流侧故障时桥臂电流与模块电容的充放电关系,对传统的半桥型子模块拓扑结构进行了改进,设计了串联双子模块闭锁拓扑结构,从而在不影响控制策略的基础上实现了直流侧故障电流阻断功能。最后以改进型拓扑结构为例,搭建了仿真模型,对直流侧故障特性以及相应的控制策略进行了分析验证。

摘要：模块化多电平换流器(MMC)已成为高压直流输电领域最具前景的换流器技术之一。然而,与低电平电压源型换流器(VSC)相同,目前研究较多的半桥型MMC缺乏闭锁直流故障的能力。文中分析了不同结构的MMC在发生直流故障时短路电流的情况,提出了一种改进的MMC拓扑结构,基于错位层叠理论和换流器闭锁直流故障的原理,设计了一种适用于多端柔性直流(VSCMTDC)输电系统的混合型MMC拓扑结构,并结合VSC-MTDC系统直流故障时的"握手原则"详细说明了实现故障线路切除、非故障线路恢复的过程。最后,以典型的四端直流输电系统为例,通过PSCAD/EMTDC建模仿真,对故障后果最为严重的直流侧双极短路故障下的系统特性进行了分析验证。结果表明,基于该拓扑结构的多端直流系统能够在直流侧发生故障时快速闭锁换流器,并在短时间内恢复非故障线路的正常运行。