第11卷第8期 2017年8月
南方电网技术
SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY
文章编号：1674-0629(2017)08-0016-09
DOI: 10. 13648/j. cnki. issn1674-0629. 2017. 08. 003
中图分类号：TM712
Vol. 11, Na 8 Aug.2017
文献标志码：A
功率开关故障情况下MMC型电力电子变压器的
故障穿越运行策略
徐永海，周廷冬
（新能源电力系统国家重点实验室（草北电力大学），北京102206）
捕要：基于模块化多电平结构的电力电子变压器输入级、隔高级和输出级均包含大量的IGBT和续流二极管。针对各层级IGBT和续流二极管在开路故障和赶路款障下的电路拓扑和故障特性进行了分析，根据电力电子变压器各层级的特点，设计了相应的兄余方案以实现故障穿越：输入级采用子模块热备用允余；隔离级首先对双有源桥进行了改逐，通过在其串联电客侧并联车桥模块以便子单级双有源桥的切除，以此为基确为隔再级配置了热备用的完余；输出级逆
变器采用桥臂元余。最后，通过仿真验证了所提故障穿越运行策略的有效性。关键词：MMC型电力电子变压器；故障分析；款障穿越；仿真分析
FaultRide-ThroughStrategyforMMCBasedPowerElectronicTransformer
Considering Power SwitchesFailures
XU Yonghai,ZHOU Tingdong
( State Key Laboratory of Altemate Electrical Power System with Renewable Energy Sources, North China Electric Power University,
Beijing 102206 , China)
Abstract : The input stage, isolation stage and output stage of modular multilevel converter ( MMC) based power electronic transform-er contain a large number of IGBTs and freewheeling diodes. The circuit topologies and fault characteristics of IGBTs and freewheeling diodes under open-circuit and short-circuit faults are analyzed. According to the characteristics of each stage of power electronic trans-former, the coresponding redundancy methods are designed to help the system to achieve fault ride-through. The input stage adopts sub-module spinning reserve redundancy. The dual active bridge of isolation stage is improved to be used for the isolation of the single stage double active bridge by means of parallel half bridge module in the series capacitors, on this basis, spinning reserve redundancy pesodord a jo ssaaaa a e oepunpar a anpq sope aa res ndo res oeos o panauo s fault ride-through strategy is verified though simulation.
Key words: MMC based power electronic transformer; fault analysis; fault ride-through; simulation analysis
0引言
目前，电网中不同电压等级之间的能量传递、
电气隔离以及电压变换大多是通过工频变压器实现的。近年来，随着可再生能源接入中低压交直流电网以及功率半导体技术的发展，提出了电力电子变压器（powerelectronictransformer，PET）的概念["）。电力电子变压器又称固态变压器（solid state
基金项目：北京市自然科学基金资时项目(3172036）。
Foundation item: Supported by the Natural Science Foundation of Bei
jing (3172036). 万方数据
transformer，SST），是一种将电力电子换流器和高频变压器相结合而产生的一种新型变压器，除具有传统变压器的基本功能以外，还可以实现潮流控制、无功补偿以及电能质量控制等多种功能
电力电子变压器概念自提出以来，得到国内外的广泛关注，但目前的研究主要集中在拓扑结构设计(2-3]、控制策略3-5]、新型功率器件应用(6]、使用场合{-】、电能优化【"-】、功率密度【"]等方面，而对其故障特性分析及故障穿越策略的研究较少。电力电子变压器拥有中压交流端、中压直流端、低压直流端以及低压交流端，可实现电能在多源、多负荷之间的传输及变换，因此电力电子变压器发生