柔性直流输电工程中MMC模块内IGBT运行时暂态电压精确测量方法研究

摘要

模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)作为柔性直流输电的核心装置,运行状态关系直流输电系统的安全稳定。文中为监测MMC中绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)的运行状态,提出了一种适合实际模块结构的IGBT暂态电压全过程精确测量方法。根据MMC结构设计了宽频电压传感模块,分压比为10000:1,最高测量电压为10 kV,频响范围为DC~40 MHz。采集模块分为高电位和低电位模块,采样率为100 Ms/s,模拟带宽20 MHz,两模块之间采用光纤联接,有效解决了高电位测量中的绝缘问题。通过模拟阶跃试验和真型MMC平台试验验证了测量系统的分压比、频响特性等各项性能指标到达了设计要求,实现了柔性直流输电工程中MMC模块内IGBT运行暂态电压的实时监测,有利于及时发现MMC缺陷,提升运行稳定性。