一种具有直流故障清除能力的双向开关MMC子模块拓扑制造技术

本发明专利技术公开了一种具有直流故障清除能力的双向开关MMC子模块拓扑，所述MMC子模块输入侧分别连接第一和第二IGBT反并联二极管，第一IGBT反并联二极管连接至第一电容的正极性端口，该端口同时反向连接第八二极管的一端；第二IGBT反并联二极管连接至第一电容的负极性端口，该端口连接双向开关的一端，双向开关的另一端和第八二极管的另一端连接所述MMC子模块输出侧，在第一电容的负极性端口和所述MMC子模块输出侧之间串联第二电容和第三IGBT反并联二极管。本发明专利技术与现有半桥子模块相比，使用的IGBT数目并未发生变化，使得架空线路在基于MMC的柔性直流输电领域得到广泛应用，减小损耗和工程投资。

A bi-directional switch MMC sub module topology with DC fault clearing capability

【技术实现步骤摘要】
一种具有直流故障清除能力的双向开关MMC子模块拓扑
本专利技术涉及电力电子
，特别是涉及具有直流故障清除能力的双向开关MMC子模块拓扑。
技术介绍
日益增加的分布式可再生能源接入电网的比例使得传统工频交流电网的不足之处更加明显，即传输效率低，电能质量差，输送功率小。直流输电凭借其运行成本低，传输效率高，可兼容不同类型的分布式可再生能源而完美的弥补了传统交流输电的不足。采用晶闸管换流站的传统直流输电由于消耗无功功率，波形畸变高，换相失败和传输功率小的不足而限制了直流输电的发展。模块化多电平变流器(ModularMultilevelConverter，MMC)凭借其模块化设计，传输效率高，开关频率低，电能质量高的优点而弥补了晶闸管整流器的不足，推动了直流输电技术的发展。MMC在柔性直流输电领域获得成功应用更加推动了直流输电技术的发展。现在已经投产的MMC均采用半桥子模块，而该子模块因采用反并联二极管无法在发生直流侧短路故障时快速关断故障电流，因此威胁到MMC的正常运行。故当发生直流侧短路时必须断开直流侧断路器，导致功率传输中断，因此目前投产的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有直流故障清除能力的双向开关MMC子模块拓扑，其特征在于，所述MMC子模块输入侧分别连接第一和第二IGBT反并联二极管，第一IGBT反并联二极管连接至第一电容的正极性端口，该端口同时反向连接第八二极管的一端；第二IGBT反并联二极管连接至第一电容的负极性端口，该端口连接双向开关的一端，双向开关的另一端和第八二极管的另一端连接所述MMC子模块输出侧，在第一电容的负极性端口和所述MMC子模块输出侧之间串联第二电容和第三IGBT反并联二极管。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有直流故障清除能力的双向开关MMC子模块拓扑，其特征在于，所述MMC子模块输入侧分别连接第一和第二IGBT反并联二极管，第一IGBT反并联二极管连接至第一电容的正极性端口，该端口同时反向连接第八二极管的一端；第二IGBT反并联二极管连接至第一电容的负极性端口，该端口连接双向开关的一端，双向开关的另一端和第八二极管的另一端连接所述MMC子模块输出侧，在第一电容的负极性端口和所述MMC子模块输出侧之间串联第二电容和第三IGBT反并联二极管。


2.根据权利要求1所述的具有直流故障清除能力的双向开关MMC子模块拓扑，其特征在于：所述MMC子模块拓扑还包括四个开关管；通过控制第一和第二开关管，使得电容Vc1接入电路；通过控制第三和第四开关管，使得电容Vc2接入电路，由此简化触发脉冲。


3.根据权利要求2所述的具有直流故障清除能力的双向开关MMC子模块拓扑，其特征在于：当所述第一开关闭合，第二开关断开，第三开关闭合和第四开关断开，输出Vc1+Vc2电压；电流方向为正ism>0时，电流依次通过：第一二极管、第一电容、第二电容和第三二极管；电流方向为负ism<0时，电流依次通过：第三开关管、第二电容、第一电容和第一开关管。


4.根据权利要求2所述的具有直流故障清除能力的双向开关MMC子模块拓扑，其特征在于：当所述第一开关闭合，第二开关断开，第三开关断开和第四开关闭合，输出Vc1电压；电流方向为正ism>0时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毅，许同，陶建业，魏晓光，王新颖，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，全球能源互联网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13