基于重叠电流法的AAMC电容电压均衡策略.pdf

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1、《电气自动化)2o15年第37卷第五期电力系统及其自动·PowerSystem＆Automation基于重叠电流法的AAMC电容电压均衡策略汪枫林。王勤，瞿亚运(南京航空航天大学自动化学院，江苏南京210016)摘要：介绍了桥臂交替导通多电平换流器(AAMC)的拓扑结构及其工作原理。相比于传统MMC而言，具有模块数更少，没有环流和能够直流闭锁等优点，同时没有增加开关损耗，故具有良好的发展前景。但AAMC在处理电容电压均衡的问题上相比MMC而言更为困难。采用重叠电流的方法，通过配置桥臂电抗器，改变桥臂导通时间并

2、加以额外的控制策略，最后实现电容电压的均衡。在PSCAD／EMTDC平台上建立了每个桥臂14个模块的AAMC拓扑模型，通过仿真验证了重叠电流法的有效性。关键词：交替导通换流器；电容电压均衡；重叠电流；桥臂电抗器；导通时间DOI：10．3969／j．issn．1000-3886．2015．05．018[中图分类号]TM761[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2015)O5—0056—04AAMCCapacitorVoltageBalancingStrategyBaseonOverlapCurren

3、tWANGFeng—lin，WANGQin，QUYa—yun(College0厂Automation，NanjingUnive~ityQ厂AeronauticsandAstronautics，NanjingJiangsu210016，China)Abstract：Thispaperdescribesthetopologicalstructureandworkingprincipleofthealternate—arlnmultilevelconverter(AAMC)．Ascomparedwithconven

4、tionalMMC，itofferssomeattractivefeaturessuchasfewermodules，noloopcurrent，DCblockingcapacityandnoadditionalswitchingloss-SOthatithasagoodprospectforfurtherdevelopment．However，inAAMC，itismoredifficulttosolvetheproblemofvoltagebalanceamongcapacitors．Voltagebal

5、ancingisfinallyrealizedintheoverlapcurrentmethodbyusingbridgearlninduetorstochangetheconductingtimeofthearmsandadoptinganadditionalcontrolstrategy．AnAAMCtopologicalmodelwith14modulesineacharmisestablishedonthePSCAD／EMTDCplatform，andsimulationresultsverifyth

6、eeffectivenessoftheoverlapcurrentapproach．Keywords：alternate—a1nmuhilevelconverter；capacitorvoltagebalance；overlapcurent；bridgeariainductor；conductingtimeO引言1AAMC拓扑结构和工作原理传统模块化多电平换流器(ModularMuhilevelConverter，1．1结构介绍MMC)的相关技术目前已经比较成熟，标准MMC采用半桥子模AAMC基块级联的形式，

7、方便控制，扩展性好，开关频率低，但是难以应对本拓扑结构如直流故障，必须通过断开交流测断路器来进行故障清除，系统效图1所示。霉离鲁CP率将会降低。如若采用全桥子模块级联的形式，该MMC具有了u、Hh、“为直流闭锁能力因此可以处理直流故障，但同时大大增加了器件数交流网侧电1"／'3t《XN～19~2IrJar(＼量和运行损耗。针对以上情况，2010年ALSTOM公司提出了几，压，正、。b、三。种结合以上两种拓扑结构特点的混合式换流器I2。其中一种为换流器出口奄，斗ll、lI}～称为桥臂交替导通换流器(Aherna

8、tedArmMuhilevelConverter，简电抗，、口b、＼强l称AAMC)。该拓扑主要优势有两个：一是节约了子模块数，成本为交流阀侧得到降低；二是具有处理直流侧故障的能力“J。因此该拓扑具电压，C。和C舞舞舞有良好的应用前景。但维持运行过程中子模块电容电压的平衡为直流侧分裂变得更为困难。电容。值得说一本文分析了AAMC拓扑的运行原理，得到阀侧交流电压幅明的是，该拓等}1_值和直流电压必须满