【摘要】：模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)的直流短路故障電流清除能力是柔性直流輸電系統(tǒng)在架空線應用場合必須解決的問題。提出了一種集成直流斷路器功能的MMC拓撲結構(MMC integrated with DC circuit breaker,IDCB-MMC)。IDCB-MMC在換流器部分采用了帶有雙向旁路晶閘管的子模塊,在直流斷路器部分采用快速機械開關和輔助電子開關串聯(lián)作為主支路。在發(fā)生直流短路故障時,通過換流器部分與直流斷路器部分控制方式的配合,可以將故障電流的能量轉移到并聯(lián)于直流母線間的能量吸收支路中,從而可以避免使用成本高且占地大的電力電子開關轉移支路來分斷故障電流。通過對一個1000MW/±320k V的雙端柔性直流輸電系統(tǒng)中的一極進行仿真研究,驗證了IDCB-MMC可以有效清除直流短路故障電流。IDCB-MMC僅需在常規(guī)半橋MMC的基礎上增加少量電容和開關器件,以及一個快速機械開關,在成本和占地上相對常規(guī)混合直流斷路器方案有很大優(yōu)勢。IDCB-MMC在損耗方面也遠小于各類具有直流故障阻斷能力的改進型MMC拓撲結構。
[Abstract]:The DC short circuit fault current removal ability of modular multilevel converter (modular multilevel converter,MMC) is a problem that must be solved in the application of flexible HVDC system in overhead lines. A MMC topology (MMC integrated with DC circuit breaker,IDCB-MMC which integrates the function of DC circuit breaker is proposed. IDCB-MMC adopts a submodule with bidirectional bypass thyristor in the converter part. In the DC circuit breaker, fast mechanical switch and auxiliary electronic switch are used in series as the main branch. In the event of DC short circuit fault, the energy of fault current can be transferred to the energy absorption branch parallel to DC bus by combining the converter part with the control mode of DC circuit breaker part. Thus, the high cost and large occupation of power electronic switch transfer branch can be avoided to break the fault current. A pole in a two-terminal flexible HVDC system with 1000MW/ 鹵320kV is simulated and studied. It is verified that IDCB-MMC can effectively eliminate DC short circuit fault current. IDCB-MMC only needs to add a small amount of capacitance and switching devices to the conventional half-bridge MMC, as well as a fast mechanical switch. IDCB-MMC has great advantages over conventional hybrid DC circuit breakers in terms of cost and occupation. MMC topology with DC fault blocking ability is also much smaller than all kinds of improved DC circuit breakers in terms of loss.
【作者單位】： 電力系統(tǒng)及發(fā)電設備控制和仿真國家重點實驗室(清華大學電機系);
【基金】：國家重點研發(fā)計劃(2016YFB0901002) 國家電網(wǎng)公司科技項目(52100116003D)~~
【分類號】：TM46;TM561

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