嵌套型MMC的数学模型与故障特性分析

半全混合型模块化多电平换流器(hybrid modular multi-level converter,hybrid-MMC)能够实现无闭锁故障穿越，但是其全桥子模块比例必须达到50%以上，如何进一步降低成本具有重要的工程价值。基于嵌套式全桥阀段的嵌套型MMC(embedded full bridge modular multi-level converter,EFB-MMC)同样具有无闭锁故障穿越能力，但是其机理分析与故障穿越特性还需要进一步深入研究。该文从半全混合型MMC与EFB-MMC的拓扑结构出发，介绍2种方案的故障穿越机理；根据EFB-MMC的故障清除特性，给出了不同时段故障电流的表达式，并在仿真中验证。在双端系统中对比了2种方案在故障工况下的故障清除特性和恢复过程，并比较两者的投资成本和损耗差异。结果表明EFB-MMC与半全混合型MMC的故障清除效果相近，但是更具备成本优势，具备进一步研究价值。