【摘 要】
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模块化多电平换流器(MMC)广泛应用于直流输电、新能源并网发电、传动、无功补偿、潮流控制等领域。它拥有级联式变流器的特点——结构模块化,很容易改变电平的数目,同时也能
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模块化多电平换流器(MMC)广泛应用于直流输电、新能源并网发电、传动、无功补偿、潮流控制等领域。它拥有级联式变流器的特点——结构模块化,很容易改变电平的数目,同时也能够实现直流侧背靠背的连接方式,可以理解成一种特殊形式级联。仅仅通过改变子模块的数量和他们之间的连接方式,再加上合理的选择控制策略,就能得到所需要的电压等级。在高电压应用场合,随着桥臂串联子模块数量的剧增,为保障系统正常运行,子模块故障诊断与定位显得尤为重要。本文旨在探索MMC(采用半桥式子模块结构)子模板故障诊断与定位方法,主要信息源自直流整流电压、交流侧三相电流以及模块电容电压。通过对以上电量的谐波分析、中性点偏移特点,总结出模块中IGBT器件开路、短路、高阻故障的特征。论文首先详细分析了模块化多电平换流器的几种拓扑结构,并进行了比较分析,然后重点介绍了双星型模块化多电平换流器的工作原理、数学模型和故障行为。接着搭建了基于MATLAB Simulink的五电平MMC故障仿真平台,对子模块的IGBT器件开路、短路和高阻故障分别进行了仿真。最后总结了不同故障在直流电压、模块电容电压、交流侧三相电流中的特征规律,为MMC故障诊断与故障模块定位,提供了基础。
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