Optimisation de l'indice de modulation et capacité de blocage des défauts des convertisseurs CC-CC modulaires multiniveaux sans transformateur

Les convertisseurs CC-CC haute puissance sont essentiels pour interconnecter des systèmes HVDC présentant des niveaux de tension différents. Cet article présente la conception et le fonctionnement optimaux de convertisseurs CC-CC modulaires hybrides multiniveaux sans transformateur (MMDC), composés à la fois de sous-modules en demi-pont (HBSM) et de sous-modules en pont complet (FBSM). Étant donné que la tension de la composante continue interne des bras et celle de la composante alternative peuvent être choisies librement, l’indice de modulation optimal permettant de minimiser la puissance en kVA des commutateurs est déterminé pour différents rapports de conversion de tension. La surmodulation est également prise en compte afin de minimiser le coût du convertisseur. Pour des raisons de sécurité et de fiabilité du système, la capacité de blocage des défauts en courant continu est une caractéristique privilégiée des convertisseurs CC-CC destinés aux applications HVDC. Tirant parti de l’utilisation des sous-modules hybrides, la capacité de blocage des défauts en courant continu des MMDC hybrides est également étudiée. Les performances du MMDC hybride sont validées par une simulation en temps réel et un banc d’essai à l’échelle du laboratoire.