基于H桥子模块的新型MMC换流器直流故障清除方法的研究

摘要

针对传统半桥型子模块无法实现直流故障电流阻断功能,本文设计了一种基于H桥的新型子模块结构(H-bridge sub-module,H-BSM).在直流故障发生时闭锁所有IGBT,由于H桥的双向阻断能力,使得子模块端口电压反向,实现了直流故障电流的闭锁.通过对比H桥型MMC与半桥型MMC在正常运行下的相电压波形,验证了这种新拓扑同样具有传统半桥型易于扩展、输出谐波含量低等优点,同时又具有直流故障清除功能,并且相比于其它具有故障电流阻断功能的子模块结构,这种拓扑不需要增加IGBT和电容器数量,减小换流站占地面,同时提高了在实际应用中的经济效益.论文提出了新拓扑结构下的电容电压平衡策略,解决了模块电容电压平衡的关键问题.通过MATLAB/Simulink环境搭建仿真模型,验证基于H桥新型MMC在阻断直流故障电流方面的能力和效果.