基于改进子模块的MMC-HVDC直流侧故障隔离研究

作     者：江友华 管昌澍 江相伟 陈博 JIANG You-hua;GUAN Chang-shu;JIANG Xiang-wei;CHEN bo

作者机构：上海电力大学电子与信息工程学院上海201306 国网安徽省电力有限公司安庆供电公司安徽安庆246000 国网上海市电力公司超高压分公司上海200063 

出 版 物：《计算机仿真》 (Computer Simulation)

年 卷 期：2024年第41卷第3期

页      面：103-109,254页

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主　　题：模块化多电平换流器 改进子模块 故障隔离 经济性 

摘      要：架空线路场合下的高压直流输电系统(HVDC)故障率较高。当前,混合式直流断路器存在容量小、成本高等问题,使得具备故障自清除能力的子模块成为解决系统直流侧故障的最佳解决方案,但上述方案使用了更多电力电子器件,带来了损耗增大,投资成本增加等问题。为此提出一种新型混合方式的模块化多电平换流器(MMC)子模块拓扑结构,在不影响自清除故障能力的前提下减少了所需电力电子器件,提高其经济性和直流侧故障隔离性能。首先给出了将新型子模块与传统半桥子模块在桥臂中合理搭配的设计方案;其次,探究了改进型拓扑结构极对极短路故障穿越机理及子模块构建的经济性性优化方法。最后,基于PSCAD/EMTDC平台搭建了双端MMC-HVDC模型,对提出的子模块性能及其混合型MMC性能进行仿真验证。结果表明,提出的改进子模块及相应的混合型MMC可快速阻断故障电流,具备良好直流故障隔离能力,且具有更好的经济性,在实际工程中上具有良好的应用前景。