考虑子模块相关性的MMC可靠性分析方法

已有的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)可靠性分析方法多数未考虑大量子模块之间(submodule,SM)的相关性,在一定程度上会导致最优冗余配置方案的选取缺乏合理性,因此重点解决考虑子模块相关性的MMC可靠性分析方法问题。首先,建立单个子模块的可靠性模型;其次,考虑同一个MMC桥臂中子模块电压纹波和相间环流等因素对各子模块使用寿命的影响,选取符合这一特殊应用场景的Copula函数,建立MMC各桥臂的可靠性函数。再次,分析考虑子模块相关性前提下不同的子模块冗余配置方案对MMC可靠性的影响。最后,利用Matlab软件编程验证了所提出的MMC可靠性分析方法的正确性和有效性。将Copula函数与数理统计领域的分析方法相结合,所得到的桥臂联合概率分布函数便于后续拓展与改进,为用于直流输电的多电平换流器的可靠性分析方法提供了较强的理论支撑。

计及子模块相关性的混合式MMC可靠性模型研究

现有模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)可靠性研究往往忽略子模块寿命相关性的影响。为此,依托贵州大学城市配电网柔性互联关键设备及技术研究示范工程,以直流配电中心混合式MMC为对象、子模块为单位,采用Gumbel型Copula函数构造子模块串联系统的可靠度函数联合概率分布,并对各个子模块进行可靠度解耦,建立了计及子模块相关性的MMC可靠性评估模型。最后,在MATLAB环境中进行仿真,验证了所建模型的正确性和有效性,并分析了子模块相关性系数、子模块冗余程度以及拓扑结构对混合式MMC可靠度的影响,为后续直流配电中心关键设备可靠性评估及应用提供了理论支撑。