混合级联多电平换流器最优冗余配置方法.pdf

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1、第43卷第6期华北电力大学学报Vo1．43，No．62016年11月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityNov．，2016doi：10．3969／j．ISSN．1007—2691．2016．06．05混合级联多电平换流器最优冗余配置方法徐莹，赵鹏豪，许建中，赵成勇(华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室，北京102206)摘要：混合多电平换流器具备直流故障处理的能力，且使用的器件数目少，在直流架空线输电领域具有广泛的应用前景。首先在保证换流器正常运行和直流故障穿越能力的条件下，分析了HCMC中整形电路和导通开关的模块初始数目。根据器件承受应力的

2、不同，分析了HCMC中整形电路和导通开关的重要器件的可靠性，以用于计算整形电路子模块和导通开关模块的可靠性。在保证换流器可靠性并兼顾经济性的原则下，提出HCMC中整形电路子模块和导通开关模块的冗余配置方法。最后在基于高电压大容量架空线输电系统的具体算例下，验证所提出的冗余配置方法的有效性。关键词：混合级联多电平换流器；整形电路；导通开关；最优冗余配置中图分类号：TM721文献标识码：A文章编号：1007—2691(2016)06—0025—06OptimalRedundancyConfigurationofHybridCascadedMlllti．1evelConvertersXUYing，Z

3、HAOPenghao，XUJianzhong，ZHAOChengyong(StateKeyLaboratoryofAlternateElectricalPowerSystemwithRenewableEnergySources，NorthChinaElectricPowerUniversity，Beijing102206，China)Abstract：Thehybridcascadedmulti-levelconverter(HCMC)ischaracterizedbythecapabilityofhandlingDC—faultandfewermoduleswhichenjoyspromis

4、ingapplicationprospectsinhighvoltagedirectcurrent(HVDC)transmission．Firstly，underthecircumstanceofsteady—stateoperationandunchangedDC—faultride—throughcapability，theinitialquantityofmodulesinwave—shapingcircuitsanddirectorswitchesofHCMCarecalculated．Andonthebasisoftheire-lectfiealstresses，reliabilit

5、yofimportantdevicesisevaluatedandthenreliabilityofsub—modulesofwave·shapingcir-euitsandmodulesofdirectorswitchescanbededucted．Furthermore，theoptimalredundancyconfigurationofwave-shapingcircuitsanddirectorswitchesareproposedwhichwillguaranteereliableandeconomicperformanceofthecon—verter．Andcasestudie

6、sinHVDCtransmissionsystemverifytheeffectivenessoftheproposedconfigurationstrategy．Keywords：hybridcascadedmultilevelconverter(HCMC)；wave—shapingcircuit；directorswitch；optimalredundan—cyconfigurationageSourceConverter，VSC)和基于模块化多电0引言平换流器(ModularMuhilevelConverter，MMC)两类，基于这两类换流器的柔性直流输电技术均柔性直流输电技术由于其独特

7、优势，在世界有各自的优势和劣势。2010年，ALSTOM公司提范围内得到广泛关注，在直流输电领域得到迅速出了混合级联多电平换流器(HybridCascaded发展。目前，已经投入工程应用的柔性直流输Multi．1evelConverter，HCMC)，HCMC结合了两电技术主要是基于两、三电平电压源换流器(Volt一电平VSC和全桥MMC的结构特点及其优点。从结构特点上，HCMC包含两部分关键结构