【精彩论文】用于城轨直流牵引系统的混合型MMC全桥子模块比例设计方法

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摘要：城市轨道交通直流牵引供电系统是一个低电压大电流系统，受制于开关器件的通流能力，两电平变流器的单台容量难以满足需求。由全桥子模块和半桥子模块组成的混合型模块化多电平换流器（modular multilevel converter, MMC）可用于调制比大于1的系统中，利用全桥子模块的负电平输出能力，可以提高交流电压或降低直流电压。针对可用于城市轨道交通直流牵引供电系统的混合型MMC，提出一种全桥子模块比例的设计方法，满足高调制比稳态运行的需求和直流故障清除能力的需求，选取了常见的1 500 V地铁系统作为算例，选取3组参数，在PSCAD软件中搭建仿真模型，验证了设计方法的正确性。
结论：本文针对城市轨道交通直流牵引供电系统的特点，提出适用于低电压大电流系统的混合型MMC供电方案，对全桥子模块比例的设计方法进行了分析，给出设计流程。全桥子模块比例的设计既要满足稳态运行的需求，也要满足直流故障清除能力的需求。全桥子模块比例的设计还和MMC稳态运行时的调制比直接相关，MMC长期处于调制比大于1的运行工况，为满足半桥子模块电容的充放电平衡，对调制比的设计也有一定的要求。本文选择常见的1 500 V直流牵引供电系统作为算例，得到子模块总数和全桥子模块数目的取值范围，选取了3组参数，在PSCAD软件中搭建仿真模型进行分析，比较了在满足设计需求的条件下，不同参数所造成的影响，为MMC其他主回路参数的选型提供了参考。

引文信息

席嫣娜, 李笑彤, 李子明, 等. 用于城轨直流牵引系统的混合型MMC全桥子模块比例设计方法[J]. 中国电力, 2022, 55(4): 56-64.XI Yanna, LI Xiaotong, LI Ziming, et al. A design method of hybrid MMC full-bridge submodule proportion applied to DC traction power supply system for urban rail transit[J]. Electric Power, 2022, 55(4): 56-64.

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编辑：杨彪

校对：蒋东方

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