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    直流輸電系統的輸電線路采用電纜或架空線（以及它們的組合），還包括沒有輸電距離的背靠背工程。由于架空線具有較高的直流故障率，目前投運的MMC-HVDC工程均為背靠背工程，或采用電纜作為輸電線路。但是，在相同的電壓等級、輸送功率的條件下，電纜的造價遠高于架空線；此外，目前在高壓直流輸電工程中普遍采用的交聯聚乙烯電纜，由于“集膚效應”在運行過程中面臨的空間電荷問題和進而產生的絕緣問題，嚴重制約了電纜輸電線路電壓等級的提升。因此，在遠距離、高電壓、大容量直流輸電的發展背景下，采用具有明顯經濟和技術優勢的架空線輸電成為了未來MMC-HVDC工程的必然選擇。架空線作為高壓直流輸電的輸電線路雖然具有諸多經濟技術優勢，但也存在一個難以避免的問題：其直流故障率遠遠高于電纜輸電線路。較高的直流故障率、尤其是各種暫時性故障率必將會在工程運行過程中造成諸多問題，影響MMC-HVDC的正常穩定運行和后續發展。MMC-HVDC系統直流側發生短路故障時（單級接地短路故障、雙極短路故障）會產生較大的故障電流，尤其是在發生最為嚴重的雙極短路故障時，需要立刻采取措施對直流故障點進行隔離，將故障切除出輸電系統，而作為目前最經濟且唯一被應用于實際工程中的子模塊拓撲結構，HBSM的閉鎖通路不能阻斷直流故障電流，并不具備直流故障穿越能力。在直流斷路器由于造價等問題未能廣泛應用于實際工程時，采用具有直流故障電流阻斷能力的子模塊拓撲通過閉鎖阻斷故障電流通路使直流電流降為0，進而通過隔離開關快速切除故障是一種快速隔離直流故障的可行方案，在之前的幾期，我們介紹過一種具有直流故障阻斷能力的拓撲（鉗位雙子模塊CDSM拓撲高壓直流輸電），本期再介紹另外一種阻斷直流故障的方法：用HBSM和具有直流故障電流阻斷能力的子模塊HBSM組成子模塊混合型MMC。對于全部基于FBSM的MMC，在穿越直流故障時，用于箝位的子模塊電容電壓是有冗余的，即采用一定比例的FBSM即可使MMC具備直流故障箝位能力。由于FBSM的負電平輸出能力可以增加更高的運行靈活性，這方面的優勢在某些應用場景下可以抵消一定比例FBSM所增加的器件成本，且FBSM與HBSM的兼容性更高，因此，由HBSM和FBSM為基本子模塊單元組成的子模塊混合型MMC具有廣闊的工程發展前景，并于近年逐漸成為研究熱點。下圖為其基本拓撲結構。

1）單極故障時，假定故障發生在負極，則每相的下橋臂需要承受交流相電壓峰值以抑制故障電流。

當電流為正時，單個橋臂中共有NH+NF個電容投入，當電流為負時，單個橋臂中共有NF個電容投入，因此為了保證在任何電流方向下，單個橋臂所投入的電容電壓值總和均大于交流相電壓峰值Uph，FBSM的數目必須滿足以下要求：

根據混合型MMC基本運行原理，有

其中M為調制比，在不考慮FBSM負電平輸出的情況下，其最大值為1，即M<1，由以上兩式可得，

2）直流側雙極短路故障是最嚴重的故障之一，可利用FBSM來抑制直流側雙極短路故障，下圖為換流器閉鎖后的故障電流通路。

在故障電流回路中共有2NF個電容投入，此時該故障通路需要承受交流線電壓的峰值，因此為了保證在任何電流方向下，故障通路中的電容電壓值總和均大于交流線電壓峰值ULL，FBSM的數目必須滿足以下要求：

根據混合型MMC基本運行原理，UC，Udc，ULL滿足以下關系

由以上有

為了在兩種故障情況下，混合型MMC都能夠可靠的阻斷直流故障電流，根據以上分析，FBSM的數目比例最小宜選取為0.5。采用simulink搭建混合拓撲10個子模塊HVDC模型，由于篇幅限制，本次依舊只介紹穩態結果，后續將與CDSM拓撲一起對直流故障動態結果進行介紹。根據上述分析，每個橋臂取5個HB子模塊，5個FB子模塊，直流電壓±10KV，交流電壓10kv，3s旁充電電阻，4s解鎖，5s投入8M無功，其仿真結果如下：

上圖為三相子模塊電壓，從仿真結果可以看出，不控充電過程中，全橋子模塊電壓是半橋子模塊電壓的2倍，穩態運行后，子模塊電壓均為2000V。

上圖為直流電壓，從仿真結果可以看出，直流電壓控制在±10KV，達到預期效果。

上圖為無功功率，從仿真結果可以看出，穩態后輸出無功為8M。

以上仿真結果可以看出，采用混合拓撲可以與半橋模塊相同，能夠進行正常的穩態運行，為后續直流故障測試提供了依據。