一种基于串联双电容箝位型子模块的MMC-HVDC换流站拓扑研究

一种具有故障隔离能力的MMC-HVDC换流站子模块拓扑研究 本文研究了一种新的MMC-HVDC换流站子模块拓扑结构，该结构具有故障隔离能力，可以阻断直流侧故障电流。该子模块拓扑结构由串联型双电容箝位型子模块和传统半桥型子模块组成，采用了更低额定工作电压的IGBT，实现了子模块基本功能的同时增加了故障电流隔离能力。与全桥子模块结构和箝位双子模块结构相比，所提出的子模块拓扑方案进一步降低了器件成本。 该研究的主要贡献在于提出了一种新型的MMC-HVDC换流站子模块拓扑结构，该结构可以实现直流侧故障电流的阻断，从而提高换流站的可靠性和安全性。该结构还可以降低器件成本，提高换流站的经济性。 在该研究中，我们首先介绍了模块化多电平柔性直流输电技术（MMC-HVDC）的发展和应用，包括其在新能源并网、孤岛供电、特大型城市电网输配电和交流电网互联等方面的应用。然后，我们讨论了传统半桥型模块化多电平换流器（MMC）的缺陷，即无法阻断直流侧故障电流。 为了解决该问题，我们提出了一种新的MMC-HVDC换流站子模块拓扑结构，该结构可以实现直流侧故障电流的阻断。该结构由串联型双电容箝位型子模块和传统半桥型子模块组成，采用了更低额定工作电压的IGBT，实现了子模块基本功能的同时增加了故障电流隔离能力。 我们还讨论了该子模块拓扑结构的优点，包括快速故障清除、系统恢复迅速、对交流系统影响小等。该结构适用于故障率较高但故障多为暂态故障的架空线输电线路。 最后，我们对该研究的结论进行了总结，并对未来研究方向进行了展望。我们认为，该研究的结果将对 MMC-HVDC换流站技术的发展产生重要影响，并为柔性直流输电系统的发展提供了新的思路。 知识点： 1. 模块化多电平柔性直流输电技术（MMC-HVDC）是一种新型的柔性直流输电技术，具有独有的优势，被国内外学者公认为特别适用 于新能源并网、孤岛供电、特大型城市电网输配电、交流电网互联等多种应用场合。 2. 传统半桥型模块化多电平换流器（MMC）无法阻断直流侧故障电流，是一种固有的缺陷。 3. MMC-HVDC换流站子模块拓扑结构可以实现直流侧故障电流的阻断，从而提高换流站的可靠性和安全性。 4. 串联型双电容箝位型子模块和传统半桥型子模块组成的MMC-HVDC换流站子模块拓扑结构可以降低器件成本，提高换流站的经济性。 5. 该子模块拓扑结构具有快速故障清除、系统恢复迅速、对交流系统影响小等优点，适用于故障率较高但故障多为暂态故障的架空线输电线路。 6. MMC-HVDC换流站子模块拓扑结构的提出将对柔性直流输电系统的发展产生重要影响，并为柔性直流输电系统的发展提供了新的思路。