模块化多电平换流器子模块故障仿真与诊断

2016-08-01苏雪婷刘振兴

武汉科技大学学报 2016年4期

关键词：故障

苏雪婷，刘振兴

(武汉科技大学信息科学与工程学院，湖北武汉，430081)

模块化多电平换流器子模块故障仿真与诊断

苏雪婷，刘振兴

(武汉科技大学信息科学与工程学院，湖北武汉，430081)

分析了模块化多电平换流器(MMC)的工作原理和故障特性，搭建了基于MATLAB/Simulink的五电平MMC故障仿真平台，对子模块中IGBT器件的开路、短路和高阻等故障状态进行模拟，总结出发生不同故障时输出直流电压、子模块电容电压和交流侧三相电流的变化特征，可为MMC故障诊断与故障模块定位提供参考。

模块化多电平换流器；子模块；故障诊断；绝缘栅双极型晶体管；MATLAB/Simulink

模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC)是一种新型的电压变换电路，它通过将多个子模块级联的方式可以叠加输出很高的电压。模块化结构使其具有较高的可靠性、稳定性以及可拓展性，因此MMC在电力机车传动、柔性直流输电和新能源并网发电等领域有着巨大的应用潜力。现阶段学术界针对MMC的研究主要集中于暂态和稳态数学建模[1-2]、相间环流抑制策略[3]、调制控制策略[4-6]以及交直流系统故障保护[7-8]等方面，对于其子模块的故障诊断研究相对较少。本文在分析MMC工作原理和故障规律的基础上，结合MATLAB/Simulink仿真实验，总结出一种MMC子模块故障定位和故障原因诊断的方法。