混合型MMC降低子模块电容电压波动的优化策略

作     者：陆锋 李钰 许建中 赵成勇 屈海涛 LU Feng;LI Yu;XU Jianzhong;ZHAO Chengyong;QU Haitao

作者机构：新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)北京市102206 北京市直流输配电工程技术研究中心(中电普瑞电力工程有限公司)北京市102200 

出 版 物：《电力建设》 (Electric Power Construction)

年 卷 期：2019年第40卷第4期

页      面：110-118页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 0808[工学-电气工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0827[工学-核科学与技术] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家电网公司科技项目"适用于架空线路的柔性直流换流阀系统关键技术研究"(52130A180002)~~ 

主　　题：混合型MMC 电容电压波动抑制 过调制 三次谐波注入优化 

摘      要：模块化多电平换流器(multilevel modular converter,MMC)在高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)领域得到了广泛的应用。由半桥以及全桥子模块构成的MMC因具备主动使换流器直流侧输出极间零电压以适应短路故障条件的能力,引起了国内外学者的广泛关注。首先,从混合型MMC的开关函数角度出发,对理想情况下混合型MMC进行建模,建立了子模块电容电压基频、二倍频波动数学模型,并提出单位降容比的概念,研究了调制比对子模块电容电压波动的影响。其次,提出提高调制比的抑制子模块电容电压波动配合策略,有效降低子模块电容电压波动。在此基础上,提出基于三次谐波注入的新增半桥子模块数目优化方法,减少半桥子模块的新增数目,解决了单纯提高变比带来的全桥电容电压降落的副作用。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建双端±160 kV混合型MMC的仿真模型,验证了所提降容策略的正确性和有效性。