子模块故障下C-MMC型高压直流系统的保护设计和容错控制

摘要：

从子模块级、换流器级和系统级3个层次上设计了基于箝位双子模块(CDSM)的新型模块化多电平换流器(MMC)的冗余保护控制策略.提出了基于双晶闸管保护策略,其中一个晶闸管稳态长期导通来分担二极管电流以减少损耗,并分析了子模块的失效机制.设计了改进型最近电平调制和电容电压平衡策略.该方法动态调节电容电压参考值,通过引入故障因子对电容电压测量值进行修正以防止故障元件参与投切.利用3次谐波注入调制、变压器分接头档位控制和有功无功调节等手段,优化提高动态备用子模块数目和增强系统不间断功率运行能力.在PSCAD/EMTDC中搭建每桥臂105个子模块的仿真模型,仿真结果表明:引入双晶闸管保护策略后,整流侧和逆变侧二极管总损耗分别下降9.8％和5.3％;即使36个模块电容切除后,系统仍可正常运行,且换流器桥臂环流的增量不超过额定值的5％.

关键词：模块化多电平换流器、高压直流输电、箝位双子模块、子模块故障、容错、双晶闸管、动态备用、故障因子

所属期刊栏目：34

分类号：TM46;TM721.1(变压器、变流器及电抗器)

资助基金：国家高技术研究发展计划863计划项目2012AA-050205Project supported by the National High Technology Research and Development Program of China863 Program2012AA05-0205

在线出版日期：2014-09-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：89-97