Ein modularer Multilevel-Wandler mit DC-Fehlerbehandlungsfähigkeit und verbesserter Effizienz für HVdc-Systemanwendungen

In diesem Papier wird eine Topologie für einen modularen Multilevel-Wandler (MMC) für Hochspannungs-Gleichstrom (HVdc)-Systemanwendungen vorgeschlagen. Der vorgeschlagene MMC verwendet zwei Halbbrückenwandler, ein Kaskadennetz aus elektronischen Schaltern und mehrere Kondensatoren. Somit werden geladene Kondensatoren in Reihe mit dem Armstrompfad eingefügt, um das gewünschte Niveau der Ausgangs-Wechselspannung zu erreichen. Die Schalter, die eingeschaltet werden müssen, werden sorgfältig ausgewählt, um den effizientesten Strompfad zu gewährleisten. Der vorgeschlagene MMC bietet auch eine Fehlerbehandlungsfähigkeit auf der Gleichstromseite. Das Papier vergleicht den vorgeschlagenen MMC mit der Halbbrücken-Untermodul-basierten MMC-Technologie, der Vollbrücken-Untermodul-basierten MMC-Technologie und der Clamp-Doppel-Untermodul-basierten MMC-Technologie. Es wird gezeigt, dass der vorgeschlagene MMC effizienter ist als die drei genannten MMC-Technologien, während er die gleiche Fehlerbehandlungsfähigkeit wie ein äquivalenter Vollbrücken-basierter MMC bietet. Zeitbereich-Simulationsstudien bestätigen die Wirksamkeit des vorgeschlagenen MMC unter verschiedenen normalen und fehlerhaften Betriebszenarien, unter Verwendung detaillierter sowie reduzierter Modelle.