隔离型MMC直流变压器的电流源运行

随着电力电子技术的快速发展,直流概念在输配电以及新能源汇聚中的技术优势日益显现。用以匹配不同电压等级和接入直流设备,直流变压器是直流电网中的关键设备。将现有高效且可靠的隔离性双有源桥变换器(dual active bridge,DAB)中单开关扩展为子模块串联链,构建MMC直流变压器(modular multilevel converter based DC transformer,MMC-DCT),进一步采用准两电平调制以综合DAB和MMC优势,是满足直流电网需求的有效方案。然而,新能源接入对MMC-DCT的电压灵活度提出了新的要求。从直流侧看,MMC通常作为电压源变换器使用,当MMC-DCT的直流电压比与变压器变比不匹配时,交流侧无功和电流应力增加,导致效率降低。为克服MMC-DCT的上述缺陷,扩展电压灵活性,通过将MMC桥臂电感改为耦合电感,该文提出了MMC-DCT电流源运行模式,随着直流电压变化,所提出的控制算法可以维持子模块电压应力不变。同时,电流源运行增加了交流侧近似方波电压的上升和下降边沿阶梯数,进一步降低du/dt和隔离变绝缘应力。仿真和实验结果验证了所提电流源运行方式的有效性。