一种基于新型子模块和限流模块的MMC

摘要

针对传统半桥型模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)无法限制直流故障电流的问题,本文提出了一种新型的应用于MMC的子模块拓扑,并且在典型三相MMC拓扑的基础上增加了限流模块以增强系统的直流故障阻断能力.论文首先分析了新型MMC拓扑的工作原理,然后在此基础上对该新型MMC拓扑的故障限流机理进行了研究,推导了故障电流和箝位电压的解析式,并通过对故障阻断时间和器件电气应力的分析,得出了关键参数的选值标准,最后通过仿真算例对所提拓扑进行了验证.仿真结果表明,该新型MMC拓扑的正常工作模式与传统半桥型MMC无异,而在系统因直流故障闭锁后,故障电流可以被快速有效地抑制;限流模块的投入不仅增强了系统的故障阻断能力,而且降低了新增功率开关器件的电气应力,进一步降低了器件成本,因此具有良好的工业应用价值.