MMC-HVDC阀损耗计算：一种通用方法

"采用不同子模块的MMC-HVDC阀损耗通用计算方法" 本文介绍了一种通用的阀损耗计算方法，适用于模块化多电平换流器型高压直流输电系统（MMC-HVDC），能够统一分析半桥子模块、全桥子模块和箝位双子模块这三种常见的子模块结构。这种方法首先基于系统的运行参数和调制控制策略，解析出各子模块元件的电流和电压时域变化波形。接着，通过利用半导体器件的特性曲线，对这些元件的参数进行拟合，进而计算在不同工作状态下的损耗和结温。 在计算过程中，该方法考虑了电容电压附加控制的优化，这使得计算结果更接近实际情况，并且便于编程实现。作者基于此方法开发了一个MMC-HVDC阀损耗通用分析程序，可以快速计算出在各种工况下的换流器功率损耗分布以及器件的结温。这个程序对于理解和改进MMC-HVDC系统的能效具有重要意义。 案例计算验证了该方法的有效性。结果显示，不同类型的MMC结构中，H-MMC（半桥子模块）的损耗最低，F-MMC（全桥子模块）次之，而C-MMC（箝位双子模块）的损耗最高。此外，抑制环流虽然通常能减少损耗，但在某些特定工况下，换流器的损耗特性可能会恶化。降低器件的开关频率和提高电压调制比都能有效地降低损耗。值得注意的是，当开关频率低于一定阈值（如本研究中的500 Hz）时，器件的通态损耗将成为损耗的主要组成部分。 MMC-HVDC系统的损耗计算对于开关器件的选择、散热系统的设计以及经济效益评估至关重要。它也为进一步的拓扑优化和损耗减少措施的研究提供了基础。现有的损耗计算方法往往只适用于特定的子模块结构，而本文提出的通用计算方法弥补了这一不足，为评估不同子模块的损耗特性提供了量化比较的可能性。 这项研究对于理解MMC-HVDC系统的损耗机制和提升系统效率有着深远的影响，有助于推动高压直流输电技术的发展。通过优化控制策略和选择合适的子模块结构，可以显著降低换流器的损耗，提高整个系统的运行效率。