[發(fā)明專利]直流故障阻斷能力等效全橋子模塊的MMC子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010042957.8
• 申請(qǐng)日: 2020-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN111200366A
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟永慶;鄒藝超;王海波;李錦;孔穎;杜正春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M7/00
• 分類號(hào): H02M7/00;H02H7/12;H02J3/36
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 房鑫

本發(fā)明公開了一種直流故障阻斷能力等效全橋子模塊的MMC子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括第一輸出端、第二輸出端、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第五晶體管、第六晶體管、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五二極管、第六二極管、第七二極管、第八二極管、第一穩(wěn)壓電容及第二穩(wěn)壓電容，其中，第一穩(wěn)壓電容、第一晶體管、第二晶體管、第一二極管及第二二極管組成第一半橋子模塊；第二穩(wěn)壓電容、第三晶體管、第四晶體管、第三二極管及第四二極管組成第二半橋子模塊，該結(jié)構(gòu)具備等同于全橋子模塊的直流故障阻斷能力，能夠在發(fā)生直流故障時(shí)有效阻斷故障電流，且成本較低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于柔性直流輸電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種直流故障阻斷能力等效全橋子模塊的MMC子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

近年來柔性直流輸電技術(shù)成為輸電領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，其在促進(jìn)大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)、城市供電和孤島供電等新技術(shù)的發(fā)展，滿足持續(xù)增長(zhǎng)的能源需求和推動(dòng)能源的清潔高效利用等方面具有顯著的作用。目前柔性直流輸電工程采用的電壓源換流器主要有三種：兩電平電壓源換流器，三電平電壓源換流器，模塊化多電平換流器(MMC)。兩電平和三電平的電壓源換流器均存在電容均壓?jiǎn)栴}和諧波含量大的問題，MMC可以通過增加子模塊數(shù)目，減少輸出交流電壓的諧波含量，提高電能質(zhì)量，其換流器損耗小，成為柔直工程的首選。

MMC模塊拓?fù)湟话阌啥鄠€(gè)結(jié)構(gòu)相同的子模塊級(jí)聯(lián)構(gòu)成，一般采用半橋子模塊或全橋子模塊。半橋子模塊級(jí)聯(lián)形成的MMC模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無法有效閉鎖直流故障，一旦發(fā)生直流故障，晶體管和二極管等功率器件會(huì)因流過故障電流被燒毀；全橋子模塊可以閉鎖直流故障，但所需晶體管數(shù)目多，成本較高。目前已有很多學(xué)者提出改進(jìn)的子模塊拓?fù)洌蠖鄶?shù)都存在直流故障阻斷能力較弱的問題，或是直流故障時(shí)要求晶體管能承受較高電壓，這為晶體管的選型帶來困難，增加了設(shè)備成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種直流故障阻斷能力等效全橋子模塊的MMC子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具備等同于全橋子模塊的直流故障阻斷能力，能夠在發(fā)生直流故障時(shí)有效阻斷故障電流，且成本較低。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的直流故障阻斷能力等效全橋子模塊的MMC子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括第一輸出端、第二輸出端、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第五晶體管、第六晶體管、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五二極管、第六二極管、第七二極管、第八二極管、第一穩(wěn)壓電容及第二穩(wěn)壓電容，其中，第一穩(wěn)壓電容、第一晶體管、第二晶體管、第一二極管及第二二極管組成第一半橋子模塊；第二穩(wěn)壓電容、第三晶體管、第四晶體管、第三二極管及第四二極管組成第二半橋子模塊；

第一輸出端與第一晶體管的發(fā)射極及第二晶體管的集電極相連接，第二晶體管的發(fā)射極與第五晶體管的發(fā)射極及第一穩(wěn)壓電容的負(fù)極相連接，第一穩(wěn)壓電容的正極與第一晶體管的集電極及第七二極管的負(fù)極相連接，第五晶體管的集電極與第六晶體管的發(fā)射極、第七二極管的正極及第八二極管的負(fù)極相連接，第六晶體管的發(fā)射極與第二穩(wěn)壓電容的正極及第三晶體管的集電極相連接，第三晶體管的發(fā)射極與第四晶體管的集電極相連接，第四晶體管的發(fā)射極與第二穩(wěn)壓電容的負(fù)極及第八二極管的正極相連接；

第一二極管的負(fù)極與第一晶體管的集電極相連接，第一二極管的正極與第一晶體管的發(fā)射極相連接；

第二二極管的負(fù)極與第二晶體管的集電極相連接，第二二極管的正極與第二晶體管的發(fā)射極相連接；

第三二極管的負(fù)極與第三晶體管的集電極相連接，第三二極管的正極與第三晶體管的發(fā)射極相連接；

第四二極管的負(fù)極與第四晶體管的集電極相連接，第四二極管的正極與第四晶體管的發(fā)射極相連接；

第五二極管的負(fù)極與第五晶體管的集電極相連接，第五二極管的正極與第五晶體管的發(fā)射極相連接；

第六二極管的負(fù)極與第六晶體管的集電極相連接，第六二極管的正極與第六晶體管的發(fā)射極相連接。