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电动汽车驱动
★ 4.0
具有高过载能力的模块化换流器
Modular Commutated Converter With High-Overload Capability
| 作者 | Biao Zhao · Lin Wang · Xueyin Zhang · Ruihang Bai · Bin Cui · Lu Qu |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 技术分类 | 电动汽车驱动 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | 模块化换流转换器 高压直流输电 高过载能力 软开关特性 工程样机 |
语言:
中文摘要
本文提出了一种用于高压直流输电的具有高过载能力的新型模块化换流变换器。单开关器件模块（SDM）和高开关频率SDM的组合利用了拓扑的软开关特性以及集成门极换流晶闸管的高浪涌电流能力，使该变换器能够以较低的成本和体积实现短期高过载能力。文中详细介绍了该变换器的拓扑结构、工作原理和器件特性。研制了兆瓦级工程样机，实验结果验证了该方案的可行性。
English Abstract
This letter proposes a novel modular commutation converter with high-overload capability for high-voltage dc transmission. The combination of single-switching-device modules (SDMs) and high-switching SDMs exploits the soft-switching characteristics of the topology and the high surge-current capability of integrated gate-commutated thyristors, enabling the converter to achieve short-term high-overload capability at reduced cost and volume. The topology, operating principle, and device characteristics are presented in detail. A megawatt-level engineering prototype is developed, and experimental results demonstrate the feasibility of the proposal.
S
SunView 深度解读
从阳光电源的业务视角来看，这项模块化换相变流器技术在高压直流输电领域的创新具有重要的战略意义。该技术通过单开关器件模块（SDM）与高频开关SDM的组合设计，巧妙利用软开关特性和集成门极换相晶闸管（IGCT）的高浪涌电流能力，实现了短时高过载能力，这与我们在大规模新能源并网和储能系统中面临的核心挑战高度契合。
对于阳光电源的光伏逆变器和储能变流器产品线，该技术的高过载能力特性具有直接应用价值。在光伏电站和储能电站并网场景中，系统常需应对电网故障穿越、启动冲击和短时功率波动等极端工况。传统方案通常需要配置余量较大的功率器件，导致成本和体积显著增加。而该技术通过模块化架构和IGCT的特性优化，能够在降低成本和体积的同时提升过载能力，这对提升我们产品的市场竞争力至关重要。
从技术成熟度评估，论文已完成兆瓦级工程样机验证，表明技术已进入可工程化阶段。这为阳光电源在高压大容量储能系统、海上风电柔性直流送出等新兴业务领域提供了技术储备机会。特别是在"双碳"目标驱动下，大规模新能源基地建设对高压直流输电和大容量储能系统的需求快速增长。
然而，技术挑战在于IGCT器件的供应链整合、模块化设计的可靠性验证以及与现有产品平台的兼容性。建议开展深度技术评估，探索在1500V储能系统和集中式逆变器中的应用可行性，同时关注该技术在电动汽车大功率充电桩等新业务场景的拓展潜力。