[发明专利]混合型MMC不对称双子模块和半桥子模块的配置方法

摘要

一种混合型MMC不对称双子模块和半桥子模块的配置方法，由不对称双子模块和半桥子模块构成的MMC，具有阻断直流侧故障的能力，为解决不对称双子模块高成本和高损耗的问题，设计了不对称双子模块和半桥型模块结合的混合型MMC结构，提出了不对称双子模块和半桥型模块的具体配置方法，且适合不对称双子模块配置是否保留一定裕量的情况，从而实现了具有自阻断直流侧故障的混合型MMC不对称双子模块和半桥子模块的优化配置。

主权项

1.一种混合型MMC不对称双子模块和半桥子模块的配置方法，构成包括三相结构相同的多电平换流器，每相都由上桥臂和下桥臂构成，所述的上桥臂和下桥臂各由i个半桥子模块(HSM1～HSMi)与N‑i个不对称双子模块(SMi+1～SMN)串接组成，所述的上桥臂的第1个子模块(HSM1)的自由端与多电平换流器的直流母线的正极相连，所述的下桥臂的第N个子模块(SMN)的自由端与多电平换流器的直流母线的负极相连，所述的上桥臂的第N个双子模块(SMN)的自由端与下桥臂的第1个子模块(HSM1)的自由端与交流线相连；每个半桥子模块(HSM)由两个全控开关器件及反并联二极管和一个直流电容构成：两个全控开关器件串联且形成子模块的直流正负极，两个二极管分别与所述的两个全控开关器件反并联，所述的直流电容与所述的两个串联的全控开关器件并联，所述的两个全控开关器件的连接点和子模块的直流负极作端口串接在每相桥臂的电路中；每个不对称双子模块(SM)构成是：第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)与第四二极管(D4)分别与反并联第一全控开关器件(T1)、第二全控开关器件(T2)、第三全控开关器件(T3)和第四全控开关器件(T4)，所述的第一全控开关器件(T1)和第二全控开关器件(T2)串联且形成不对称双子模块的直流正负极，第一电容(C1)和第二电容(C2)串联后与所述的串联的第一全控开关器件(T1)、第二全控开关器件(T2)并联，所述的第三全控开关器件(T3)与第四全控开关器件(T4)串联，所述的第三全控开关器件(T3)的另一端与第一电容(C1)和第二电容(C2)的连接点相连，所述的第四全控开关器件(T4)的另一端与所述的不对称双子模块的直流负极相连，第一全控开关器件(T1)与第二全控开关器件(T2)的连接点和第三全控开关器件(T3)与第四全控开关器件(T4)的连接点作为不对称双子模块的端口串接在每相桥臂的电路中；其中，N为大于2的整数，i2)假设直流侧电压等级相同，子模块全部是半桥型结构时，每桥臂的子模块个数为：N0＝Vdc/Uc；全部是不对称双子模块时，子模块个数为N0/2；在混合型MMC系统中，不对称子模块个数设为Ni，半桥型子模块个数设为NH，Ni和NH的分配满足式(1)，且2Ni+NH＝N0；3)若对不对称双子模块保留一定的裕量，按下式设置Ni，NH：其中：表示大于参数x的最小整数。