柔性直流输电系统换流器损耗与电压等级的关系研究

doi:10.11930/j.issn.1004-9649.201706130

中国电力 ›› 2018, Vol. 51 ›› Issue (12): 48-55.DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201706130

柔性直流输电系统换流器损耗与电压等级的关系研究

荣飞¹, 王亚洲¹, 饶宏², 周保荣², 李鸿鑫², 李文君¹

1. 湖南大学电气与信息工程学院, 湖南长沙 410082;
2. 南方电网科学研究院有限责任公司直流输电技术国家重点实验室, 广东广州 510620

收稿日期:2017-06-30 修回日期:2018-03-28 出版日期:2018-12-05 发布日期:2018-12-13
作者简介:荣飞(1978-),男,博士,副教授,博士研究生导师,从事电力系统无功补偿及谐波抑制研究,E-mail:rf_hunu@126.com;王亚洲(1991-),男,硕士研究生,从事电力系统网损及可靠性分析研究,E-mail:2577538126@qq.com;饶宏(1962-),男,高级工程师(教授级),从事高压直流输电、柔性直流输电和电力系统分析研究,E-mail:raohong@csg.cn
基金资助:
国家重点研发计划资助项目（2016YFB0901001）。

Relationship between the Power Loss of Modular Multilevel Converter and Transmission Voltage Level

RONG Fei¹, WANG Yazhou¹, RAO Hong², ZHOU Baorong², LI Hongxin², LI Wenjun¹

1. College of Electrical and Information Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China;
2. State Key Laboratory of HVDC, Electric Power Research Institute, China Southern Power Grid, Guangzhou 510620, China

Received:2017-06-30 Revised:2018-03-28 Online:2018-12-05 Published:2018-12-13
Supported by:
This work is supported by the National Key Research and Development Program of China (No.2016YFB0901001).

摘要/Abstract

摘要： 柔性直流输电一般采用模块化多电平换流器（MMC），换流器损耗是衡量柔性直流输电系统的重要指标之一。推导了MMC子模块的通态损耗解析表达式、开关损耗解析表达式。从表达式可以看出，换流器损耗不仅与MMC子模块数量有关，还与柔性直流输电系统的容量、电压等级有关。详细分析了柔性直流输电系统容量与电压等级对换流器损耗的影响规律，得出了保证损耗最低的换流器输电电压等级的选取方式。仿真算例表明，采用所提方法确定的电压等级可以保证MMC换流器具有更低的损耗。

关键词: 模块化多电平换流器, 柔性直流输电, 传输电压, 换流器损耗

Abstract: Normally MMC (modular multi-level converter) is adopted in the flexible HVDC transmission system. The power loss of converter is one of the most important indexes to evaluate the performance of flexible HVDC system. In this paper, an analytical expression for the on-state and switching loss of MMC is derived. As can be seen from the expression, the power loss of converter is not only related to the number of MMC sub modules, but also the capacity and voltage level of the flexible HVDC transmission system. In this paper, a detailed investigation of the influence of the capacity and voltage level of HVDC system on the power loss of converter is carried out, so as to identify the optimal voltage class that reduces the power loss to a minimum. Simulation results show that the proposed method can be used to find out the voltage level that helps lower the power loss.

Key words: modular multilevel converter, flexible HVDC transmission, transmission voltage, converter loss

中图分类号:

TM721.1

荣飞, 王亚洲, 饶宏, 周保荣, 李鸿鑫, 李文君. 柔性直流输电系统换流器损耗与电压等级的关系研究[J]. 中国电力, 2018, 51(12): 48-55.

RONG Fei, WANG Yazhou, RAO Hong, ZHOU Baorong, LI Hongxin, LI Wenjun. Relationship between the Power Loss of Modular Multilevel Converter and Transmission Voltage Level[J]. Electric Power, 2018, 51(12): 48-55.

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