郭 猛，郝全睿，李 东

（电网智能化调度与控制教育部重点实验室（山东大学）,山东省济南市 250061）

0 引言

模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）具有模块化程度高、开关损耗小、谐波畸变小等优点,近年来被广泛应用于柔性直流输电技术中［1-2］。采用半桥子模块（half-bridge submodule,HBSM）的MMC 不具备阻断直流故障电流的能力,需要加装直流断路器处理直流故障［3-4］。采用HBSM 和全桥子模块（full-bridge sub-module,FBSM）的混合型MMC 能实现阻断直流故障,稳态下利用FBSM 的负电平输出,可提升混合型MMC的电压调制比［5］。

现有研究主要针对混合型MMC 的系统设计、建模和控制方法。在系统设计方面:文献［6］针对子模块（sub-module,SM）电容参数设计以及数目配置方法展开研究；文献［7］分析了SM 电容电压波动特性,提出SM 电容设计原则与均压控制策略；文献［8-9］结合混合型MMC 运行约束条件对SM 参数进行优化设计；文献［10］针对不同FBSM 比例,提出了保证MMC 经济性情况下最优全桥数目的计算方法。在控制策略方面,现有文献主要针对直流故障的控制方法研究,大致可分为两类:一类方法通过闭锁换流器,实现直流故障电流的快速清除,但无法进行功率传输［11］；另一类方法利用混合型MMC 的负电平输出能力,实现直流故障穿越［12-13］。文献［14］基于混合型MMC 零直流电压控制,提出直流短路故障穿越策略,能够在故障穿越过程中保证SM 电压均衡。在基本控制方面,主要包括混合型MMC调制方法与电容电压平衡策略［15］。文献［16-17］基于过调制工况下FBSM 与HBSM 的电容电压不平衡机理,提出桥臂SM 电容电压平衡策略。

现有文献针对混合型MMC 的解析建模的研究较少。……