模块化多电平换流器子模块IGBT损耗优化控制策略

• 作者: 丁红旗 马伏军 徐千鸣 韩蓉 周发云 郭鹏
• 来源期刊: 电力系统自动化
• 关键词: 模块化多电平换流器 子模块 通态损耗 损耗优化 电压跌落系数 电压波动
• 年，卷（期）: 2021,（17）
• 所属期刊栏目: 研制与开发|Application Research
• 页码范围: 143-152
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7500/AEPS20201102008

摘要

模块化多电平换流器(MMC)因具备模块化、调度灵活等优势得到广泛应用.然而,逆变工况下,MMC子模块上下管绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的损耗分布不一致,导致子模块内各器件的寿命差异大,而系统可靠性取决于寿命最低的器件,因此,子模块器件的可靠性将严重威胁到换流器的安全可靠运行.为此,文中提出了一种MMC子模块IGBT损耗优化控制策略.所提策略可以在不影响输出外特性的同时,改善子模块内部器件的损耗分布,提高系统的可靠性.具体而言,分析了模块内部损耗不平衡产生的机理,并通过在调制信号中叠加修正量的方式,减小子模块上下管IGBT的损耗偏差,实现了结温均衡.最后,通过损耗优化的数学证明及热-电联合仿真和器件寿命计算,验证了损耗分析的正确性及所提损耗优化控制策略的可行性.