模塊化多電平換流器子模塊均壓電阻參數(shù)優(yōu)化策略

李 超，唐志軍，林國棟，林金東，林文彬，余斯航，蔡美杰

（國網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學研究院，福建 福州 350007）

0 引言

目前國內(nèi)已投運的柔性直流輸電工程均采用模塊化多電平換流器MMC（Modular Multilevel Converter）［1-4］，其子模塊主要器件有絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）、儲能電容、續(xù)流晶閘管、冗余開關、均壓電阻、取能電源等。均壓電阻并聯(lián)在儲能電容兩端，一方面可在換流器啟動過程中對各子模塊電容進行均壓，另一方面可在換流器停運后充當電容的放電電阻。均壓電阻參數(shù)直接影響電容的均壓效果和放電時間，但目前并沒有文獻介紹均壓電阻的選取原則，因此有必要對均壓電阻的參數(shù)設計提出理論依據(jù)和優(yōu)化策略。

現(xiàn)有研究認為均壓電阻主要在換流器啟動階段起到均壓作用，且由于均壓電阻阻值的誤差較小，各子模塊電壓在啟動階段基本一致。文獻［5-7］在分析換流器啟動過程中均認為各子模塊電壓相等。而換流器解鎖后可通過優(yōu)化電容值、改進控制方式和環(huán)流控制等方法實現(xiàn)電容電壓均壓，均壓電阻所起作用較小。文獻［8］提出可降低電容值的控制策略，文獻［9-10］提出子模塊電容均壓算法，文獻［11-13］提出環(huán)流抑制算法可降低電容電壓波動。現(xiàn)有研究認為均壓電阻阻值大小對電容均壓效果并無較大影響，其參數(shù)設計只需考慮電阻功率和停運后放電時間即可。但根據(jù)已投運的南匯、廈門等柔性直流輸電工程實際運行數(shù)據(jù)可知：在換流器啟動階段，各子模塊電容均壓效果較差，與現(xiàn)有理論分析結果不符；……