稳态运行和直流故障下桥臂交替导通多电平换流器的控制策略

寻找一种可有效处理直流侧故障的拓扑结构是目前电压源换流器型高压直流输电(VSC-HVDC)工程应用中的关键性问题。桥臂交替导通多电平换流器(AAMC)具有能够处理直流故障、模块电容数量少、占地空间小等优点,具有广阔的发展前景。针对目前AAMC有关主回路参数确定运维控制等内容有关文献研究不多的情况,首先对AAMC拓扑结构和基本原理进行研究和分析,推导了直流电压和交流阀侧电压的最优关系并分析了子模块数量选取原则;其次研究了稳态运行时正弦波形成电路和导通开关协调配合,并提出了基于电压极性选择的子模块均衡策略;接着分析了直流故障下的控制策略,指出故障期间闭锁导通开关中的IGBT,并通过桥臂模块产生负电平利用串联二极管的反向阻断能力能够完成直流熄弧过程。最后在PSCAD/EMTDC搭建15模块AAMC系统模型,仿真结果验证了设计原则和控制策略的有效性。