模块化多电平直流输电系统控制和保护策略研究

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter, MMC)是近年来提出的一种新型电压源换流器拓扑结构,是多电平换流器拓扑结构的一次重大突破。相比于传统的两电平或三电平拓扑,基于MMC换流器的高压直流输电系统(MMC-HVDC)对电力电子器件的要求较低,具有良好的可扩展性,可以方便地扩展到很高的电压等级和功率水平,并且具有更好的稳态和暂态性能。本文针对MMC-HVDC系统的控制和保护策略进行了研究和分析,主要内容包括： (1)介绍了MMC-HVDC的研究背景和意义、传统的多电平拓扑技术概述和MMC国内外研究现状,阐述了本文的主要工作。 (2)详细介绍模块化多电平换流器的拓扑结构,子模块功能的具体实现形式及工作原理,MMC-HVDC系统的运行特性。 (3)提出了适合MMC-HVDC系统的最近电平调制策略,建立了数学模型,在PSCAD/EMTDC环境下搭建了21电平双端MMC-HVDC仿真平台,探讨了基于瞬时功率理论的控制策略。 (4)研究了系统的故障特性,并在此基础上提出了加入负序分量控制环的保护方案和子模块冗余保护策略。