MMC桥臂不对称运行特性分析及子模块故障下的控制策略

摘要：

子模块故障是模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的一种常见故障类型,故障子模块被旁路后,MMC将处于桥臂不对称运行状态.为确保MMC在该状态下的稳定运行,对MMC桥臂不对称运行特性进行了详细的理论分析,提出了一套完整的子模块故障下的控制策略,包括基于电容比较的故障子模块定位方法及基于准比例谐振控制器的基频环流抑制方法;并在PSCAD/EMTDC软件环境下搭建了21电平MMC-HVDC仿真系统,对理论分析及子模块故障下的控制策略进行了仿真验证.结果表明:在不对称运行状态下,交流相电流基频分量在上下桥臂中不再平均分配,并且环流中将出现不对称的基频分量及三倍频分量,原有二倍频分量也略有增加;在提出的故障控制策略下,子模块定位方法能在一个周期内同时定位到多个故障子模块,同时基频环流抑制方法能对不对称运行状态下环流的附加分量进行有效抑制.仿真结果与理论分析的结果相符,验证了理论分析的正确性及所提出的故障控制策略的有效性.

关键词：模块化多电平换流器、不对称运行、子模块故障、故障控制策略、环流控制

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资助基金：国家自然科学基金51347008.Project supported by National Natural Science Foundation of China 51347008.

在线出版日期：2016-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：3059-3067