自阻自均压模块化多电平换流器子模块拓扑及控制

发布时间：2021-03-29 19:47

　　基于模块化多电平换流器的高压直流输电需应对直流线路可能短路故障和子模块数量过多带来的电容电压均衡问题。为保证模块之间独立工作为约束条件,该文首先分析全桥拓扑故障抑制机理。然后基于故障钳位电路和开关电容多电平思想,设计一种具有直流故障电流阻断和内部电容电压均衡能力的自阻自均压型子模块拓扑,不仅能满足直流故障电流阻断要求,还将参与排序均衡的电容数量减少一倍。同时研究自阻、自均压拓扑两种不同闭锁模式下直流故障抑制特性、电平输出优先的自均压控制策略以及非闭锁直流故障抑制策略。最后通过PSCAD-EMTDC仿真模型验证该文所提自阻自均压拓扑直流故障抑制及控制策略的有效性。 

【文章来源】：电工技术学报. 2020,35(18)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

全桥及改进全桥子模块拓扑

图1 全桥及改进全桥子模块拓扑从电路角度，如果在工作触发脉冲配合下，通过附加电路使电容C1和C2处于并联状态，则电容储存能量能够在电容电压差下实现转移，从而达到电压均衡效果。根据图2a，在VT4导通，VT3截止时，C1和C2负极相连等电位。根据并联电路端电压相等的特点，只需a、b两端存在一条额外路径，使电容C1、C2正极相连，就能够实现两个电容物理上的并联连接。考虑到附加电路不应影响到子模块正常输出，则由附加全控器件VT6，构造了如图2b所示的具有内部自均压功能的复合拓扑，即自阻自均压复合子模块（Self-Block and Balance Composite SM,SBBCSM）拓扑，解决了UC2电平输出问题。其开关逻辑见表1，其中工作模式6、7分别属于直流故障下不同闭锁逻辑。

通过对SBBCSM正常工作时输出电平路径分析可知，当两个电容C1和C2处于串联输出状态时，VT2两端电压为UC1+UC2；而当桥臂电流小于零，直流故障子模块闭锁抑制时，VT1和VT5两端电压图3 自阻自均压复合子模块拓扑闭锁电路

【参考文献】：
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本文编号：3108091