采用不同子模块的MMC-HVDC阀损耗通用计算方法

针对模块化多电平换流器型高压直流输电系统（MMC-HVDC）提出了一种阀损耗通用计算方法，可统一分析现有子模块结构：半桥子模块、全桥子模块和箝位双子模块。首先基于系统运行参数和调制控制策略解析出各子模块元件的电流、电压时域变化波形，然后利用厂商提供的特性曲线对半导体器件特性参数进行拟合，最后结合器件电流、电压波形和开断次数计算其损耗和结温。所提方法能够计及优化电容电压附加控制，且便于编程实现。基于所提方法开发了MMC-HVDC阀损耗通用分析程序，可快速计算各种工况下的换流器功率损耗分布和器件结温。通过算例计算验证了所提方法的有效性。算例结果表明：3种典型MMC拓扑中H-MMC损耗最少，C-MMC次之，F-MMC最差；环流抑制后个别运行工况下换流器损耗特性可能恶化；降低器件开关频率和提高电压调制比均可降低损耗；当器件开关频率低于某特定值（本算例为500 Hz）后，器件的通态损耗成为主导分量。