近十年來,模塊化多電平換流器（Modular Multilevel Converter,MMC）因其模塊化結(jié)構(gòu)能降低耐壓要求、提高輸出電壓的質(zhì)量以及其具有可調(diào)節(jié)的冗余等優(yōu)勢(shì)被廣泛用于高壓直流輸電（High Voltage Direct Current,HVDC）領(lǐng)域,基于模塊化多電平換流器的高壓直流（MMC-HVDC）輸電已成為海內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。決定MMC-HVDC能否穩(wěn)定運(yùn)行最重要的兩個(gè)因素是MMC的子模塊均壓?jiǎn)栴}以及MMC-HVDC的直流側(cè)故障清除問題。子模塊間的電容電壓不平衡會(huì)導(dǎo)致直流側(cè)的電壓波動(dòng)進(jìn)而影響電力輸送的穩(wěn)定性,還會(huì)使MMC中形成相間環(huán)流導(dǎo)致功率器件發(fā)熱,產(chǎn)生過大損耗,影響其使用壽命。MMC所采用的傳統(tǒng)半橋型子模塊（Half Bridge Sub-Module,HBSM）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但在MMC-HVDC的直流側(cè)發(fā)生短路故障時(shí)無(wú)法清除故障電流,嚴(yán)重制約了MMC的應(yīng)用。首先,介紹三相MMC以及HBSM的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),探討子模塊的六種工作模式以及三相MMC的運(yùn)行原理;推導(dǎo)三相MMC的數(shù)學(xué)模型,得出反映MMC外部特征的交流側(cè)等效電路與反映內(nèi)部特征的直流側(cè)等效電路,得到已成熟應(yīng)... 

【文章來源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

FBSM拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

閉鎖時(shí)FBSM中的故障電流路徑

2011年,德國(guó)教授Rainer Marquardt在國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上又提出一種新的子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)——CDSM拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[50],這種子模塊結(jié)構(gòu)是由五個(gè)IGBT及其反并聯(lián)的二極管、兩個(gè)鉗位二極管以及兩個(gè)電容構(gòu)成,如圖1.3所示。正常運(yùn)行時(shí),最中間的IGBT的門級(jí)T5總是處于導(dǎo)通狀態(tài),這個(gè)時(shí)候可以將其左、右兩邊分別視為兩個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的HBSM,整個(gè)子模塊結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生0,UC,2UC這三種電平。當(dāng)直流側(cè)發(fā)生短路故障時(shí),MMC中子模塊所有的IGBT將會(huì)被門級(jí)脈沖所關(guān)斷,此時(shí)子模塊中故障電流通道根據(jù)當(dāng)時(shí)電流流向的不同分兩種狀況,如圖1.4所示。其故障阻斷原理與HBSM類似,不再贅述。CDSM存在的問題是電力電子器件比全橋子模塊更多,不僅損耗大,成本高,其封裝難度也大。同時(shí)由于CDSM中左右兩邊等效的HBSM在正常運(yùn)行與發(fā)生故障時(shí)呈現(xiàn)不同的連接方式,結(jié)構(gòu)上存在耦合性[51],不利于后續(xù)的控制以及均壓等,變相地增加了使用成本。圖1.4閉鎖時(shí)CDSM中的故障電流路徑

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3619223