[发明专利]一种具备双向故障电流切除能力的MMC双子模块

说明书

一种具备双向故障电流切除能力的MMC双子模块，包括两个结构相同的半桥子模块HBSM₁和HBSM₂、一个连接电路和一个反向阻断电路，其中，所述连接电路连接于HBSM₁和HBSM₂之间；所述反向阻断电路与HBSM₁和HBSM₂并联，其负极连接双子模块的正极，正极连接双子模块的负极，起到抑制吸收反向故障大电流的作用。

技术领域

本发明属于新能源技术领域，应用于柔性直流输电系统，特别涉及一种具备双向故障电流切除能力的MMC双子模块。

背景技术

随着传统资源的枯竭，可再生能源市场进一步扩大，这也对电力系统的输电水平提出了更高的要求。相比于高压交流输电技术，高压直流输电技术在稳定性及能量损耗上更具有优势，其中模块化多电平换流器(MMC)技术因为具有集成模块化、传输效率高、控制灵活等特点而被学术和工程界广泛应用。MMC适用于大功率场合，由于采用模块化的设计理念，单个子模块抵御换流器级别故障的能力不足，因此，在设计换流器时就要加强换流器对所要面对的故障的应对能力。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，进一步抑制故障电流幅值的同时尽可能节省电力的元器件，针对典型的MMC子模块故障清除能力不足的情况，本发明的目的在于提供一种具备双向故障电流切除能力的MMC双子模块——反向阻断双子模块(Reverse BlockedDouble Sub-module，RBDSM)，不仅可提高MMC在子模块应对直流侧故障的能力，还对减少器件成本有一定的优势。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种具备双向故障电流切除能力的MMC双子模块，包括两个结构相同的半桥子模块HBSM₁和HBSM₂、一个连接电路和一个反向阻断电路，其中，所述连接电路连接于HBSM₁和HBSM₂之间；所述反向阻断电路与HBSM₁和HBSM₂并联，其负极连接双子模块的正极，正极连接双子模块的负极，起到抑制吸收反向故障大电流的作用。

所述HBSM₁由全控型功率开关管T1和T2、二极管D1和D2以及电容C1组成，其中，T1的源极与D1的正极、D2的负极、T2的漏极以及双子模块的正极连接，T1的漏极与D1的负极以及C1的正极连接，C1的负极与T2的源极以及D2的正极连接；

所述HBSM₂由全控型功率开关管T3和T4、二极管D3和D4以及电容C2组成，其中，T3的源极与D3的正极、D4的负极以及T4的漏极连接，T3的漏极与D3的负极以及C2的正极连接，C2的负极与T4的源极、D4的正极以及双子模块的负极连接。

所述连接电路由全控型功率开关管T5和二极管D5组成，T5的源极与D5的正极以及D2的正极连接，T5的漏极与D5的负极以及D4的负极连接，正常工作时，T5的导通方向与T1、T2、T3、T4的导通方向相反，在连接HBSM1和HBSM2的同时，起到阻止故障电流流经HBSM1和HBSM2的作用。

所述全控型功率开关管为绝缘栅双极型晶体管。

所述反向阻断电路由一个吸收电容C3和一个二极管D6组成，D6的负极连接MMC双子模块的正极，正极连接C3的一端，C3的另一端连接MMC双子模块的负极。

正常工作时，HBSM₁和HBSM₂分别采用控制和调制策略，所述调制策略使用传统HBSM模块的MMC电路调制策略。