MMC换流技术发展及柔性直流输电系统应用

资源摘要信息:"模块化多电平换流器 MMC" 模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter，简称MMC）是一种用于柔性直流输电系统（Flexible AC Transmission Systems, FACTS）的高级电力电子换流器拓扑。近年来，由于其独特的模块化设计和在电力系统中的优异表现，MMC已经成为建设现代直流输电网络的首选技术之一。 MMC的基本原理是将多个子模块（Submodule，简称SM）串联起来形成电压源，并通过控制每个子模块的开关状态，来合成所需的电压等级和波形。每个子模块通常包含电容器、开关器件以及必要的控制电路。 MMC的结构允许多电平电压输出，提供了接近正弦波的输出波形，这减少了输出滤波器的需求，并降低了电磁干扰（EMI）。 MMC的特点包括： 1. 灵活性：可通过增加或减少子模块的数量来调整电压等级和功率容量，适合从小规模到大规模不同应用场合。 2. 高可靠性：由于 MMC 采用分布式模块化设计，单个子模块的故障不会对整个系统造成致命影响，增强了系统的整体可靠性。 3. 优良的电能质量：能够输出高质量的电压和电流波形，适合于对电能质量要求高的应用场合。 4. 控制复杂性：MMC的控制需要精确控制大量子模块的开关状态，因此控制算法相对复杂。 在我国，已经有多项采用MMC技术的柔性直流输电工程投入运行或正在建设中。例如： - 上海南汇柔性直流工程 - 南澳三端柔性直流工程 - 舟山五端柔性直流输电工程 - 厦门柔性直流工程 这些工程的成功应用展示了MMC技术在实现远距离、高效率、低损耗的电力传输方面的重要价值。 国际上，MMC技术同样得到了广泛的应用和认可： - 美国跨湾工程（Trans Bay Cable Project TBC） - 法国-西班牙联网工程（INELFE工程） 这两项工程均由著名电气公司SIEMENS采用MMC技术建造。此外，另一家知名电气公司ABB提出了级联两电平结构（Cascaded Two Level，简称CTL），其基本原理与MMC相类似，同样基于子模块的级联设计。ABB在后续建设的多个柔性直流输电工程中也采用了CTL结构。 MMC换流器的发展趋势是向着更高电压等级和更大传输容量的方向发展。其在风能发电、太阳能发电等可再生能源并网以及高压直流输电领域展现出广阔的应用前景。同时，随着电力电子技术的发展，MMC换流器的控制策略和调制技术也在不断完善和优化，以满足未来电力系统发展的需要。 文件名 "power_HalfBridgeMMC.slx" 可能指的是一种使用半桥子模块的 MMC 模型或仿真文件。在电力电子仿真软件（如MATLAB/Simulink）中，此类文件通常用于设计、测试和验证 MMC 换流器的性能。通过仿真分析，工程师可以对 MMC 换流器的行为进行全面了解，包括其动态响应、稳定性以及在不同工况下的性能表现。这对于实际工程设计和运行维护来说是非常重要的。