郭燚，邵德东，郭将驰，张权宝，李艺

上海海事大学物流工程学院，上海201306

0 引 言

与陆上电力系统相比，船舶电力系统的容量较小，其运行负载的容量变化易引起电网电压和频率的波动，且其输电线路较短，在故障工况下的短路电流较大。因此，船舶电力系统对稳定性和安全性设计的要求一般较高。此外，随着大功率船舶负载的接入和船舶电网电压等级的提升，中压直流（Medium Voltage Direct Current，MVDC）电力系统已逐渐成为船舶电力系统的主流发展趋势。与中压交流电网相比，MVDC电网没有无功功率传输，可以有效降低线路损耗并减轻电缆重量，且有利于发电机组的并联运行，同时没有严格的相位匹配要求［1］。目前，基于模块化多电平逆变器（Modular Multilevel Converter，MMC）的船舶MVDC电力系统因其优异的谐波特性和故障穿越能力，已成为该领域的研究热点。

目前，MMC在船舶电力系统中的研究尚处于理论实验阶段。2015年，美国佛罗里达州立大学高级电力系统中心建立了包含4个独立的MMC，总额定功率为5 MW，直流电压等级为6～24 kV的MVDC硬件在环实验室，对船舶MVDC电力系统中的MMC应用有着重要的研究价值［2］。此外，该中心的Mo等［3］提出了一种MMC直流阻抗建模和稳定性分析的方法，并通过MMC直流阻抗的数学计算和仿真模型测量值的对比，建立了基于MMC阻抗特性的船舶MVDC系统模型，可用于船舶MVDC系统的稳定性设计。Chen等［4］基于船舶MVDC电力系统设计了MMC的分级冗余控制策略，并通过在每个桥臂上引入热保留子模块和冷保留子模块，从而使系统具备故障穿越能力。……