一种可实现双向故障闭锁的双极Y型模块化多电平直流变换器

直流电网互联通常采用隔离型高压大功率直流变换器，但其存在体积大、成本高及传输效率较低等问题。该文提出一种双极Y型模块化多电平DC/DC变换器，其避免使用中间变压器，实现直流功率双向传输，并且可以有效闭锁双向直流故障。首先分析了变换器拓扑结构及故障闭锁工作原理，并根据桥臂内电势等效原理建立了数学模型。基于变换器臂间、相间能量平衡约束，在闭环控制的基础上引入桥臂电流补偿控制，提升变换器暂态性能。最后，在Matlab/Simulink搭建了采用模块化多电平DC/DC变换器(modular multilevel DC/DC converter,DC-MMC)的直流输电系统仿真模型，通过对端口电流、桥臂电流及桥臂电容电压等动态指标的分析，验证了所提DC-MMC双向功率传输控制及双向故障闭锁能力的可行性和有效性。