模块化多电平换流器子模块关键组部件稳态电流应力全解析化计算

摘要：

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)是当前柔性直流工程的主流拓扑.高压大容量柔性直流输电工程中,MMC子模块中的半导体器件,特别是绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)的通流能力较弱,电流安全裕度较小,对各半导体器件的稳态电流应力进行精确解析计算对换流器器件选型、换流器损耗计算、阀冷系统设计、换流阀运行状态评估等具有决定性的作用.同时,支撑电容器也是模块的关键组部件,电流是其研发的关键指标.该文基于MMC子模块各组部件的通流条件和平均开关函数模型,推导了各组部件的电流平均值和电流有效值等关键参数的精确解析表达式,并进一步分析了MMC处于整流状态和逆变状态时各器件稳态电流应力的大小关系及特征.通过将稳态电流应力的解析计算结果与电磁暂态仿真结果进行对比,验证了该文提出的解析计算方法的精确性.最后,基于解析计算和仿真分析,揭示了各组部件电流应力分布的特征规律.

关键词：模块化多电平换流器、半导体器件、电容器、电流平均值、电流有效值

所属期刊栏目：46

分类号：TM721(输配电工程、电力网及电力系统)

在线出版日期：2022-11-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：3712-3719