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具备直流短路故障阻断能力的子模块桥臂复用型模块化多电平固态变压器

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模块化多电平换流器的固态变压器(modular multilevel converter based solid state transformer,MMC-SST)由于具备多电压等级、多电压形态的端口,在交直流混合配电网中得到广泛关注.传统的输入串联输出并联(input series output parallel,ISOP)型MMC-SST具有较高的功率密度,但是在中压直流(medium voltage DC,MVDC)端口短路故障情况下无法持续向低压侧供电;双向有源全桥变换器(dual active bridge,DAB)型MMC-SST则存在功率密度低、成本高等问题,并且传统的半桥结构的DAB型MMC-SST在MVDC端口短路故障情况下同样无法持续向低压侧供电.文章提出了一种子模块桥臂复用(arm integrated submodule,AISM)型MMC-SST拓扑,在不改变MMC-SST端口电气特性的情况下,在有效减少开关器件数量的同时,还使得SST具备中压直流端口短路故障下的不间断运行能力,进而提升SST的功率密度和供电可靠性.针对文中提出的AISM型MMC-SST拓扑,该文还提出了一种针对输入级MMC的混频调制方法,基于共模、差模解耦原理,实现输入级MMC桥臂电压的高频分量和低频分量的解耦.通过理论分析与仿真模拟,验证了所提拓扑及控制方法的可行性.
Modular Multilevel Solid State Transformer of Arm Integrated Submodule With DC Short Circuit Fault Blocking Capability

modular multilevel converter solid state transformer (MMC-SST)arm integrated submodule (AISM)MVDC short circuit fault uninterrupted operationhybrid frequency modulation

鄢寅宇、孙毅超、郭宛鑫、侯凯

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智能电网保护和运行控制国家重点实验室(南瑞集团(国网电力科学研究院)有限公司),江苏省 南京市 211106

南京师范大学南瑞电气与自动化学院,江苏省 南京市 210023

模块化多电平固态变压器 子模块桥臂复用 中压直流短路故障不间断运行 混频调制

国家自然科学基金智能电网保护和运行控制国家重点实验室项目江苏省高等学校自然科学研究面上项目

52277188SGNR0000KJJS220030322KJB470005

2024

10.13335/j.1000-3673.pst.2022.2369

电网技术
国家电网公司

电网技术

CSTPCD北大核心
影响因子：2.821
ISSN：1000-3673
年,卷(期)：2024.48(3)
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