子模块混合型MMC-HVDC：解决高压直流故障的新型拓扑

"子模块混合型HVDC技术是直流输电领域的一种创新解决方案，尤其针对高压直流输电(HVDC)系统。这种技术结合了不同类型的子模块，以提高系统的可靠性和应对直流故障的能力。混合型MMC(HVDC Multilevel Modular Converter)结合了传统的Half-Bridge Submodule (HBSM)和具备直流故障阻断能力的子模块，如Clamped Double Submodule (CDSM)或Full-Bridge Submodule (FBSM)，以实现更高效、安全的直流输电。 直流输电系统通常采用电缆或架空线作为输电线路，其中背靠背工程和电缆线路较为常见。然而，电缆线路虽然适用于短距离传输，但其高昂的成本和在高压下的绝缘问题限制了其应用。相比之下，架空线在远距离、高电压、大容量输电中更具经济效益，但其较高的直流故障率成为一大挑战。 在MMC-HVDC系统中，当发生直流故障如单级接地短路或双极短路时，需要迅速隔离故障点以保证系统的稳定运行。传统的HBSM子模块在面对故障时无法有效阻断故障电流。为解决这一问题，研究人员提出了采用具有直流故障阻断能力的子模块，如CDSM或FBSM，这些子模块能够在故障发生时通过闭锁机制切断故障电流，然后通过隔离开关切除故障，确保系统的快速恢复。 FBSM子模块因其负电平输出能力提供了更高的运行灵活性，这使得在某些情况下，即使增加了器件成本，其优势也能得到平衡。此外，FBSM与HBSM的兼容性良好，使得子模块混合型MMC设计更加灵活，适应性更强。近年来，这种混合型结构在实际工程中的应用逐渐增多，显示出了其在HVDC技术领域的广阔前景和潜力。 子模块混合型HVDC技术旨在提高直流输电系统的安全性、可靠性和经济性，通过智能地结合不同类型的子模块来应对架空线直流故障率高的问题，同时降低对昂贵的直流断路器的依赖。随着技术的不断发展，这种混合型结构有望成为未来HVDC系统设计的一个重要方向。"