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全桥型模块化多电平变流器低冲击电流可控充电策略研究

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电工电能新技术 2018年第12期37卷 18-23页

作者：王伟凡李子欣马逊雷鸣李耀华王平中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室中国科学院电工研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

模块化多电平变流器(MMC)具有模块化程度高,交流输出电压谐波小,控制灵活等优点。全桥型MMC可以通过闭锁来阻断直流故障电流,具有良好的故障穿越能力。并且单个的全桥型MMC模块可以输出正、负和零三种电平,桥臂具有输出负电压的能力,具... 详细信息

模块化多电平变流器(MMC)具有模块化程度高,交流输出电压谐波小,控制灵活等优点。全桥型MMC可以通过闭锁来阻断直流故障电流,具有良好的故障穿越能力。并且单个的全桥型MMC模块可以输出正、负和零三种电平,桥臂具有输出负电压的能力,具有较高的直流电压利用率。由于MMC子模块含有储能电容,启动前必须先对子模块电容充电,否则系统无法平稳安全解锁。通过分析全桥型MMC交流侧充电过程,指出了由不控充电到模块解锁后可控充电产生电流冲击的原因。在此基础上提出全桥型MMC低冲击电流可控充电策略,可使子模块电压在解锁后平滑地上升到额定值。实验验证了提出的控制策略的可行性和有效性。

关键词：模块化多电平变流器全桥型子模块交流侧充电解锁电流冲击抑制

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基于损耗分析的全桥型MMC参数优化设计

电力自动化设备 2020年第3期40卷 128-133页

作者：杨立敏朱艺颖孙栩刘世成中国电力科学研究院电网安全与节能国家重点实验室北京100192

全桥型模块化多电平换流器(MMC)具有直流故障自清除能力,且在发生故障时能够支撑交流侧电压,特别适用于架空线传输的柔性直流输电系统。但是其损耗大的问题十分突出,制约了其在大功率场合的应用。传统设计方法认为在全桥型MMC正常运行... 详细信息

全桥型模块化多电平换流器(MMC)具有直流故障自清除能力,且在发生故障时能够支撑交流侧电压,特别适用于架空线传输的柔性直流输电系统。但是其损耗大的问题十分突出,制约了其在大功率场合的应用。传统设计方法认为在全桥型MMC正常运行时负电平是无效电平,故而提出一种基于模块输出负电平特性的效率优化设计方法。分析子模块输出负电平时全桥型MMC中各电气量满足的约束关系,推导效率最优的直流电压、交流侧电压以及桥臂子模块数的表达式。该方法能在系统额定功率和开关器件型号确定的条件下,准确求解效率最优的MMC系统设计参数。

关键词：全桥型子模块模块化多电平换流器损耗分析参数设计

全桥型MMC-HVDC直流侧双极短路故障保护策略研究

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科技创新与应用 2022年第36期12卷 77-82页

作者：陈福伟李朝霞西藏农牧学院水利土木工程学院西藏林芝860000

随着柔性直流输电技术的快速发展,模块化多电平换流器在直流输电中也得到广泛应用。由于换流器内半桥子模块拓扑结构的缺点,在发生直流侧故障时,不能够产生负电平,所以无法在换流器直流侧输出极间零电压,极度阻碍直流输电的发展前景。... 详细信息

随着柔性直流输电技术的快速发展,模块化多电平换流器在直流输电中也得到广泛应用。由于换流器内半桥子模块拓扑结构的缺点,在发生直流侧故障时,不能够产生负电平,所以无法在换流器直流侧输出极间零电压,极度阻碍直流输电的发展前景。研究全桥型模块化多电平换流器的拓扑结构,重点介绍全桥型MMC工作原理和特性,介绍基础的子模块电容电压平衡控制,研究全桥型MMC直流侧双极短路故障情况下的保护策略。最后,通过PSCAD/EMTDC软件仿真验证全桥子模块换流器能够有效阻断直流侧双极短路故障电流,实现故障电流的快速清除,验证保护策略的有效性。

关键词：模块化多电平换流器全桥型子模块直流侧双极短路故障故障保护策略仿真

不同子模块MMC在中压直流配电网中的应用研究

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贵州大学学报（自然科学版） 2017年第6期34卷 43-48页

作者：唐圣辉袁旭峰唐立李宁张天卫谈竹奎贵州大学电气工程学院贵州贵阳550025 贵州电力科学研究院贵州贵阳550002

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的子模块是其核心部件。结合MMC在中压直流配电网领域的广阔前景,分析了MMC常见的半桥型、全桥型子模块结构。简化半桥型、全桥型、混合型三种子模块结构的MMC在直流侧双极短路故... 详细信息

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的子模块是其核心部件。结合MMC在中压直流配电网领域的广阔前景,分析了MMC常见的半桥型、全桥型子模块结构。简化半桥型、全桥型、混合型三种子模块结构的MMC在直流侧双极短路故障时的等效电路,从理论上分析了三种子模块结构的MMC对直流侧双极短路故障的抑制能力。针对三种子模块结构MMC,分别通过基于PSCAD/EMTDC的两端MMC系统的仿真,验证了理论分析的正确性。得出在中压直流配电网中,混合型子模块结构MMC在技术上的可行性和经济上的优越性。为未来中压直流配电网中换流器子模块拓扑的选择提供参考。

关键词：模块化多电平换流器半桥型子模块全桥型子模块混合型子模块直流故障

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基于中压直流配电网的MMC调制策略研究

电测与仪表 2019年第3期56卷 52-57页

作者：唐圣辉袁旭峰唐立李宁张天卫贵州大学电气工程学院贵阳550025

模块化多电平换流器已在直流输电场合得到广泛研究,现今为止已取得不少工程应用。文中介绍了模块化多电平换流器及其子模块的拓扑结构和工作原理。搭建了基于PSCAD/EMTDC的两端模块化多电平换流器仿真系统,实现了两种最常用的调制策略... 详细信息

模块化多电平换流器已在直流输电场合得到广泛研究,现今为止已取得不少工程应用。文中介绍了模块化多电平换流器及其子模块的拓扑结构和工作原理。搭建了基于PSCAD/EMTDC的两端模块化多电平换流器仿真系统,实现了两种最常用的调制策略的比较。比较了不同调制方式下两端系统逆变侧输出电压、输出电流、A相桥臂电流及各桥臂子模块的电容电压波动情况。对模块化多电平换流器在中压直流配电网中的工程应用有一定参考价值。

关键词：模块化多电平换流器半桥型子模块全桥型子模块正弦脉宽调制最近电平逼近调制

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一种新型电力机车牵引换流器设计

工矿自动化 2017年第6期43卷 60-64页

作者：张红涛牛小伟郑州铁路职业技术学院机车车辆学院河南郑州451460

针对传统交直交电力机车牵引系统存在主电路结构复杂、功率和电压水平受限等问题,基于采用全桥型子模块的模块化多电平换流器结构,设计了一种单相AC-三相AC电力机车牵引换流器,可直接驱动三相异步牵引电动机,从而取消了车载降压变压器,... 详细信息

针对传统交直交电力机车牵引系统存在主电路结构复杂、功率和电压水平受限等问题,基于采用全桥型子模块的模块化多电平换流器结构,设计了一种单相AC-三相AC电力机车牵引换流器,可直接驱动三相异步牵引电动机,从而取消了车载降压变压器,降低了电力机车牵引系统的复杂度。通过建立该换流器在两相同步旋转dq坐标系的数学模型,提出了一种外环定交流电压控制策略和内环直接电流控制策略。仿真结果验证了该换流器及控制策略的有效性。

关键词：交直交电力机车电力机车牵引牵引换流器模块化多电平换流器全桥型子模块直接电流控制