MMC子模块拓扑搜索方法及其直流故障穿越能力定量评估

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的子模块类型包括半桥、全桥和双钳位子模块在内的多种常见拓扑,并且随着研究的深入新型子模块拓扑在不断涌现。提出了一种MMC子模块拓扑搜索方法,可以从理论上证明已有子模块拓扑的唯一性,进而重点研究了由搜索所得子模块拓扑组合而成的一种混合MMC结构。同时,为了精确评估MMC的直流故障穿越能力,提出了直流故障阻断能力指标(DC Fault Blocking Capability Index,DFBCI),可以对已有MMC拓扑以及混合MMC拓扑的直流故障穿越能力进行定量对比,进而验证了所推荐拓扑的经济性和有效性。最后在PSCAD/EMTDC环境下搭建了双端MMCHVDC系统模型,用以验证DFBCI指标的有效性。

全桥型MMC-MTDC直流故障穿越能力分析

全桥模块化多电平换流器FBMMC具有穿越严重直流故障的能力,非常适用于多端柔性直流输电场合,然而尚未见文献报道其直流故障定位和隔离方法以及相应的直流故障穿越能力指标.介绍了FBMMC的拓扑机制,给出了其降损运行措施,并理论上证明了其可以采用电压源换流器的通用解耦控制策略及半桥MMC相似的调制策略以构成完整的闭环系统.结合两电平电压源换流器多端柔性直流输电VSC-MTDC系统的直流故障线路定位和隔离方法以及FBMMC拓扑的特殊性,提出了适用于FBMMC-MTDC的直流故障选线"握手原则",并提出了可以衡量包括FBMMC-MTDC在内的VSC-MTDC系统直流故障穿越能力指标DFRTI.PSCAD/EMTDC下FBMMC-MTDC系统仿真结果验证了所提出控制策略及相应评价指标的正确性和有效性.