混合型MMC拓扑及应用于MTDC直流故障穿越能力分析

摘要

模块化多电平换流器(MMC)已成为高压直流输电领域最具前景的换流器技术之一.然而,与低电平电压源型换流器(VSC)相同,目前研究较多的半桥型MMC缺乏闭锁直流故障的能力.文中分析了不同结构的MMC在发生直流故障时短路电流的情况,提出了一种改进的MMC拓扑结构,基于错位层叠理论和换流器闭锁直流故障的原理,设计了一种适用于多端柔性直流(VSC-MTDC)输电系统的混合型MMC拓扑结构,并结合VSC-MTDC系统直流故障时的“握手原则”详细说明了实现故障线路切除、非故障线路恢复的过程.最后,以典型的四端直流输电系统为例,通过PSCAD/EMTDC建模仿真,对故障后果最为严重的直流侧双极短路故障下的系统特性进行了分析验证.结果表明,基于该拓扑结构的多端直流系统能够在直流侧发生故障时快速闭锁换流器,并在短时间内恢复非故障线路的正常运行.