极端环境下MMC子模块故障高可靠旁路保护策略

作     者：刘凡 卜祥航 付峥争 范松海 朱轲 张宗喜 崔涛 赵福平 LIU Fan;BU Xianghang;FU Zhengzheng;FAN Songhai;ZHU Ke;ZHANG Zongxi;CUI Tao;ZHAO Fuping

作者机构：国网四川省电力公司电力科学研究院四川成都610041 

出 版 物：《四川电力技术》 (Sichuan Electric Power Technology)

年 卷 期：2023年第46卷第2期

页      面：15-21,88页

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国网四川省电力公司科技项目(52199722001G) 

主　　题：MMC子模块 故障保护 极端环境 过电压击穿 晶闸管 

摘      要：电力系统空间范围大且各环节联系紧密,雷击、地震、极寒等极端环境易对电力设备产生直接和间接影响,并进一步引起系统电气量的剧烈变化,研究极端环境下MMC子模块的故障保护对提高电力系统的安全稳定运行水平具有重要意义。文中分析了极端环境下MMC子模块的故障特性,采用基于子模块电容电压比较的故障诊断方法,提出一种在子模块输出端口间加装晶闸管的极端环境下MMC子模块高可靠旁路故障保护策略:配置冗余供能电路确保子模块状态可控,利用晶闸管过电压击穿作为后备被动保护,结合子模块的多级保护和热、冷备用冗余子模块的投入,实现极端环境下对故障子模块的高可靠旁路保护。以±800 kV特高压柔性直流输电系统为算例,经仿真验证所提策略具有良好的可行性,能够提高极端环境下子模块故障保护的可靠性和速动性,同时对晶闸管击穿后流过桥臂电流进行热仿真,发现已超过其工作温度限制,为满足长期旁路通流要求,加装晶闸管击穿后须通过散热器进行强制冷却。