自阻型子模組

自阻型子模組（Self-blocking Sub-module）是一種新型的模組化多電平換流器子模組拓撲。由其構成的模組化多電平換流器（MMC）具備阻斷直流故障電流功能，適用於架空線直流輸電場合。目前公認的模組化多電平換流器子模組共有半橋型子模組，全橋型子模組和箝位雙型子模組三種。由半橋型子模組構成的MMC不具備阻斷直流故障電流的能力，不適用於架空直流輸電線路；由全橋型子模組(或全橋與半橋組合)構成的MMC具備阻斷直流故障電流的能力，但損耗及成本高；由自阻型子模組和半橋子模組混合構成的MMC(SB-MMC)具備與箝位雙型子模組MMC(CD-MMC)均具備阻斷直流故障電流的能力並且損耗相比於半橋型MMC只提高30%，SB-MMC成本略低於CD-MMC。

基本介紹

• 中文名：自阻型子模組
• 外文名：Self-blocking Sub-module

運行狀態

自阻型子模組由三個全控器件、四個二極體和一個電容構成。通過控制全控器件的關斷，子模組處於切除或者投入狀態。當子模組被投入時，自阻子模組輸出電壓為 Uc（Uc為子模組電容的額定電壓）；當子模組被切除時，自阻子模組輸出電壓為0。自阻子模組的開關狀態見下表。

自阻子模組拓撲結構

系統狀態	子模組狀態	T1	T2	T3	輸出電壓
正常運行	投入	1	0	1	Uc
	切除	0	1	1	0
故障	閉鎖	0	0	0	高阻狀態

故障隔離原理

由於自阻型子模組第3全控型電力電子器件T3的存在，在發生直流故障時，通過閉鎖T3的觸發脈衝，所有閉鎖的子模組電容電壓串聯之和高於交流端電壓，處於潛在故障通路的二極體將承受反壓而不能導通，從而切斷交流系統提供短路電流的故障通路，實現直流故障電流的隔離。

性能分析

由自阻型子模組和常規半橋型子模組可以構成一種混合型MMC換流器，換流器中每相橋臂由由50%自阻型子模組與50%常規半橋型子模組組成。相比於常規半橋型MMC(不具備隔離直流故障電流的能力)，混合型MMC僅僅增加了25%的IGBT即具備了阻斷直流故障電流的能力。所提出的混合型MMC減少了生產成本、降低了工業設計的難度，具有較大的工業套用價值。