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一种兼具直流故障阻断功能且半导体损耗较低的混合式三级与模块化多电平变流器

演示、电力电子、电力系统

2019年12月18日

一种兼具直流故障阻断功能且半导体损耗较低的混合式三级与模块化多电平变流器

​​本文提出了一种用于高压直流(HVDC)输电的、在交流侧采用级联全桥子模块(FBSM)的混合式三级变流器(H3LC)。该三级变流器以基频开关方式工作,以调制方波输出电压。 三电平变流器的交流输出端连接至级联的全桥子模块(FBSM),这些子模块在公共耦合点将方波电压整形为多电平正弦波电压。通过注入三次谐波电压,可将交流侧链路电压限制在直流侧电压的四分之一以内,从而减少全桥子模块的数量并降低相关的半导体损耗。 H3LC能够利用交流侧FBSM和所提出的保护支路来阻断直流极间故障,每个保护支路均由一个低损耗载流支路和一个主断路器组成。仿真 研究证明,所提出的变流器在独立有功和无功功率控制以及直流极间故障阻断方面均具有有效性。 与其他具有直流故障阻断能力的先进高压直流(HVDC)换流器拓扑(即混合半桥和全桥模块化多电平换流器,以及具有交流侧级联FBSM的混合双电平换流器)相比,所提出的H3LC换流器由于三电平换流器采用基频开关,且子模块数量减少,因此半导体制损更低。

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