张宏杰

(苏州健雄职业技术学院 中德工程学院，江苏 太仓 215411)

随着半导体技术的迅速发展，基于绝缘栅双极晶体管(IGBT)的电压源换流器型高压直流输电(VSC-HVDC)技术弥补了传统高压直流输电技术的一些固有缺陷，实现有功和无功功率的独立控制，具有向无源网络供电、易于构建多端系统、占地面积小等一系列优势。

早期的柔性直流输电工程多采用两电平或三电平的拓扑结构，这两种拓扑结构的VSC均采用PWM调制，可以实现换流器输出电压的有效调节，但也存在器件开关损耗大、输出电压波形谐波畸变严重、串联器件一致性要求高、没有冗余器件、可靠性低等缺陷；同时，随着电压等级的提高与IGBT串联数量的增多，静态和动态的均压问题也随之而来[1-3]。

为了解决上述VSC带来的各种问题，2001年德国学者提出了一种新型的VSC拓扑结构——模块化多电平换流器(MMC)。MMC采用模块化结构，相较于传统的两电平或三电平换流器优势明显：(1)调整桥臂上级联的子模块数量可以实现电压和功率等级的扩展，灵活性强；(2)输出电压谐波特性好且电磁干扰小，有效降低了开关损耗；(3)MMC通过级联的子模块实现桥臂上的能量传递，避免了桥臂上开关器件的直接串联，有效提高了系统的故障穿越能力；(4)MMC具有冗余配置，系统运行可靠性高[4-5]。

MMC的上述优点决定了其在高压直流输电系统中广阔的应用前景，因而其关键技术的研究成为当前研究的热点，诸如MMC的参数设计、调制策略的设计、电容电压均衡控制策略的设计、环流抑制策略的设计以及故障诊断保护等。……