潘武略，裘愉涛，张哲任，宣羿，徐政

(1.浙江省电力公司，杭州市310007;2.浙江大学电气工程学院，杭州市310027)

0 引言

随着电力电子技术的发展，模块化多电平换流器(modular multi-level converter，MMC)极大地促进了高压直流(high voltage direct current，HVDC)输电技术的发展。2001年MMC首次被提出之后，凭借其高品质的输出波形以及较低的功率损耗，在学术界和工业界引起了研究者的兴趣，在拓扑结构、数学建模、协调控制、故障保护等方面已经研究得较为透彻［1-7］。作为电压源型换流器(voltage source converter，VSC)的一种，MMC在兼具VSC所有优势的同时，还具有器件一致触发动态均压要求低、扩展性好、开关频率低以及运行损耗低等诸多优势［8-10］。目前，基于模块化多电平换流器的高压直流(modular multi-level converter-high voltage direct current，MMC-HVDC)输电系统已广泛应用于风电、太阳能等新能源并网的场合，目前已有上海南汇直流输电示范工程、浙江舟山多端柔性直流输电示范工程、广东南澳多端柔性直流输电示范工程等投入运行或正在建设中。MMCHVDC输电技术也可以应用于改善城市配电的场合，如位于旧金山的Transbay Cable工程、厦门跨海柔性直流输电重大科技示范工程等。对于海岛供电等特殊应用场合，MMC-HVDC输电技术也有其独特的优势。可以预见，在未来电力系统的构成中，MMCHVDC输电技术将会成为其必不可少的组成部分。

在MMC-HVDC线路工程中，电缆占据了建设成本中相当大的一部分。目前普遍认为，直流侧单极接地故障会对MMC-HVDC线路直流电缆产生严重的影响［11］。因此，该故障下直流电缆上的电压应力是主回路参数设计的重要依据。然而由于换流器结构的不同，MMC-HVDC线路与二电平VSC-HVDC线路直流侧故障的特性并不相同，针对二电平VSC-HVDC线路的结论也就不能适用于MMC-HVDC线路。……