一种新型模块化多电平换流器子模块拓扑

摘要

模块化多电平换流器（modular multilevel converter，MMC）是应用于电压源换流器直流输电（voltagesource converter-high voltage DC，VSC-HVDC）的新型多电平换流器拓扑。MMC 采用模块化设计，通过调整子模块的串联个数可以实现电压及功率等级的灵活变化，并且可以扩展到任意电平输出。普遍子模块（半桥、全桥结构子模块）的输出为0、1两种电平，该文则是提出了一种新型模块化多电平换流器子模块拓扑结构并介绍了其相应的工作原理。该种子模块可以输出0,1,2 三种电平，与原有的半桥结构相比，在输出同样电平数的情况下，该新型拓扑可以节省25%的IGBT，而且减少了子模块的总数，从而减小了换流站的占地面积。文中成功的将NLM 调制策略应用到新型拓扑上，并且针对该拓扑给出了相应的电容电压调制策略。在PSCAD 仿真环境中搭建基于NLM的11电平两端MMC-HVDC 输电系统，仿真结果表明子模块电容，直流电压以及谐波均满足要求，验证了所提策略的正确性与有效性。