Концепция построения силовых цепей многоуровневого модульного преобразователя и его транзисторных модулей

Abstract

Цель. Целью статьи является исследование особенностей построения силовых цепей многоуровневого модульного преобразователя (ММС) электроэнергии для линий электропередачи постоянного тока, исследование его принципов работы и основных характеристик. Методика. Для проведения исследований использовалась теория электрических цепей, математическое моделирование в пакете Matlab. Результаты. Построена Matlab-модель силовой схемы ММС с шунтированием всех плеч источниками тока, позволившая проверить корректность формул для характеристик предложенных схем. Научная новизна. Предложены варианты силовых схем ММС с шунтированием всех плеч преобразователя источниками тока. Составлены таблицы состояний HB и FB модулей при прямом и обратном направлении токов плеч. Практическое значение. Использование предложенной структуры силовой схемы преобразователя и алгоритмов работы силовых транзисторных модулей позволит определить сферу их применения, поможет в синтезе системы управления и анализе возможных аварийных режимов MMC

Мета. Метою статті є дослідження особливостей побудови силових кіл багаторівневого модульного перетворювача (ММС) електроенергії для ліній електропередачі постійного струму, дослідження його принципів роботи і основних характеристик. Методика. Для проведення досліджень використовувалася теорія електричних кіл, математичне моделювання в пакеті Matlab. Результати. Побудована Matlab-модель силової схеми ММС з шунтуванням усіх плечей джерелами струму, що дозволила перевірити коректність формул для характеристик запропонованих схем. Наукова новизна. Запропоновано варіанти силових схем ММС з шунтуванням усіх плечей перетворювача джерелами струму. Складено таблиці станів HB і FB модулів при прямому і зворотному напрямку струмів плечей. Практичне значення. Використання запропонованої структури силової схеми перетворювача і алгоритмів роботи силових транзисторних модулів дозволить визначити сферу їх застосування, допоможе в синтезі системи управління і аналізі можливих аварійних режимів MMC

Goal. The goal of the paper is to study the peculiarities of building power circuits of a modular multilevel converter (MMC) of electrical energy for DC transmission lines, to investigate its operating principles and basic characteristics. Methodology. We have applied the theory of electrical circuits and mathematical simulation in Matlab package. Results. A Matlab-model of the MMC power circuit was constructed with shunting of all the shoulders by current sources, which made it possible to check the correctness of the formulas for the characteristics of the proposed circuits. Originality. Variants of power circuits of MMC with shunting of all shoulders of the converter by current sources are offered. The tables of states of HB and FB modules for forward and backward direction of the current of the shoulders are made. Practical value. The use of the proposed structure of the converter power circuit and the algorithms of operation of the power transistor modules will help to determine the scope of their application, will help in the synthesis of the control system and analysis of possible emergency modes of the MMC.