[發明專利]混合型MMC不對稱雙子模塊和半橋子模塊的配置方法

有效

• 申請號: 201710264484.4
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN106953530B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 李國杰;朱明琳;杭麗君;江秀臣
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02M7/00
• 分類號: H02M7/00
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種混合型MMC不對稱雙子模塊和半橋子模塊的配置方法，由不對稱雙子模塊和半橋子模塊構成的MMC，具有阻斷直流側故障的能力，為解決不對稱雙子模塊高成本和高損耗的問題，設計了不對稱雙子模塊和半橋型模塊結合的混合型MMC結構，提出了不對稱雙子模塊和半橋型模塊的具體配置方法，且適合不對稱雙子模塊配置是否保留一定裕量的情況，從而實現了具有自阻斷直流側故障的混合型MMC不對稱雙子模塊和半橋子模塊的優化配置。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，特別是一種混合型MMC不對稱雙子模塊和半橋子模塊的配置方法。

背景技術

由于缺少高壓直流斷路器技術，直流側短路故障是柔性高壓直流輸電所面對的一個重要問題，嚴重影響柔性高壓直流輸電技術的發展。采用模塊化多電平換流器(modularmulti-lever converter,MMC)技術的柔性高壓直流輸電系統，在直流側短路故障的情況下，半橋型MMC的子模塊具有續流能力，閉鎖開關管后，續流二極管為交流系統向直流故障點饋入故障電流提供了通路，交流系統側發生三相虛短。目前處理直流側故障的方法有三種：(1)利用交流側斷路器切斷故障點與交流系統的連接；(2)利用直流側斷路器切除故障線路；(3)利用換流器自身結構實現直流側故障的自清除。

雖然半橋型MMC在功率器件數量及系統損耗等方面有較大的優勢，但該結構不具備直流故障自清除能力。在系統直流側發生短路故障的情況下，交流電網、續流二極管以及故障點構成故障電流回路，電網被虛短，后果嚴重，必須借助交流側斷路器切斷交流系統和故障點的連接。

當前建成的柔性高壓直流輸電工程都是采用斷開交流側斷路器的方法來切斷直流側故障線路。雖然斷開交流側斷路器可以清除故障電流，但由于交流側斷路器是機械開關，響應速度慢，所以采用這種方法無法做到快速切除。另外在交流斷路器斷開的過程中，續流二極管也承受了巨大的故障電流，可能因此而損壞。

斷開直流斷路器可以快速清除和隔離故障。目前高壓直流斷路器的形式也有很多種，比如常規機械式、固態式以及這兩種的混合型。但是，目前高壓直流斷路器價格昂貴，技術還不成熟。

因此，具備直流短路故障自清除能力的MMC是一種新的研究方向，具有直流故障自阻斷能力的不對稱雙子模塊結構以其經濟性較好受到青睞。由于不對稱雙子模塊所用器件較多、成本較高，如何對不對稱雙子模塊與半橋子模塊進行優化配置，使得混合型MMC既能阻斷直流側故障，又能具有較好的經濟性。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種混合型MMC不對稱雙子模塊和半橋子模塊的配置方法，設計了不對稱雙子模塊和半橋型模塊結合的混合型MMC結構，提出了不對稱雙子模塊和半橋型模塊的具體配置方法，且適合不對稱雙子模塊配置是否保留一定裕量的情況。

本發明的技術解決方案如下：