丁红旗，马伏军，徐千鸣，韩 蓉，周发云，郭 鹏

（湖南大学电气与信息工程学院，湖南省长沙市 410082）

0 引言

模块化多电平换流器（modular multilevel converter，MMC）采用低压开关器件实现高压输出，具有模块化设计、功率双向传输等优点，在柔性直流输电及牵引驱动领域得到了广泛应用［1-2］。然而，随着MMC高压、大容量的发展，其可靠性问题逐渐成为设备长期安全稳定运行的重要影响因素之一。换流器的可靠性研究主要分为故障发生前健康管理以及故障后的装置有效保护［3-4］两个方面。据统计，影响换流器可靠性的主要因素有温度、湿度、灰尘、振动等，其中，温度是导致换流器故障的最重要因素，占设备所有故障因素的55%［5］。因此，研究MMC的损耗分布情况以及可靠性改善策略具有重要意义和价值。

目前，已有大量文献针对MMC的损耗分布及可靠性展开了研究。文献［6-8］给出了MMC的损耗计算方法，文献［9］研究了损耗与结温的关系；文献［10］通过对比损耗计算值和PLECS仿真值，验证了热仿真的有效性。目前，针对MMC损耗优化控制方法的研究主要有以下3个方面。

1）在系统层面，以减小系统损耗为目标：文献［11-13］指出环流会增加MMC的损耗，通过环流抑制策略能够减小换流器的损耗；文献［14］指出通过对注入2倍频环流的幅值和初相角的适当选择，可以实现系统的损耗最优；文献［15］对比了3种环流注入方案对损耗的影响，提出了优化损耗的混合环流注入策略，并完成环流的幅值和相角设计；文献［16］从调制角度出发，利用不连续调制策略减小了器件损耗和电压波动。……