一種船舶中壓直流系統用的MMC并聯拓撲結構，所述的MMC由多個半橋型MMC子模塊級聯而成，MMC的交流端通過變壓器連接船舶電力系統發電機的交流側，MMC的直流端連接船舶電力系統直流母線側；設置多個MMC，使多個MMC的交流端和直流端分別并聯；將MMC中的半橋型MMC子模塊改為逆阻型MMC子模塊。其優點是：實現了功率增加時MMC的分流，在一定范圍內突破了功率輸出的限值，并且通過逆阻型MMC子模塊的提出，有效處理了MMC直流側的短路故障。

技術領域

本發明涉及船舶中壓電力直流系統技術領域，具體涉及一種船舶中壓直流系統用的MMC并聯拓撲結構。

背景技術

模塊化多電平換流器（Modular Multilevel Converter，MMC）作為一種新型換流器，由多個MMC子模塊級聯而成，可以根據電壓需求改變MMC子模塊的數量，模塊化程度高，輸出諧波較少，其在直流輸電系統中得到廣泛關注。

與傳統二極管整流器相比，MMC以其明顯的優勢（輸出電壓質量高、效率高、故障響應優越等）被認為非常適用于船舶中壓直流電力系統。國外在MMC領域的研究相對較早，但對MMC在船舶中壓直流系統中的研究還處于起步階段。目前對MMC在船舶中壓直流電力系統的應用研究涉及的系統功率均較小，隨著船舶需求容量的逐漸增大，發電機組需要發出的功率越來越高，隨著發電機額定功率的增大，受MMC中電子元件同流與耐壓性能的影響，其能夠傳輸的功率也受到阻礙，無法傳送過大的功率。

MMC子模塊的額定電壓主要由其電子元件中的絕緣柵雙極型晶體管（IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor）決定，由于MMC子模塊數量可以靈活改變以分擔直流母線電壓，所以IGBT的額定電壓能夠以較少的數量達到中壓需求。但是，MMC子模塊中IGBT元件的額定電流決定了MMC橋臂的額定電流，當前MMC子模塊中IGBT的額定電流最大值是3600A（額定電壓為1.7Kv），在當前技術條件下，如何克服IGBT的通流能力這一障礙是MMC在船舶中壓直流電力系統中應用的一個難題，此外，在傳統半橋型MMC子模塊組成的MMC中，若其直流側發生短路故障，與IGBT反并聯的二極管會形成一條通路，無法阻斷短路電流，會對MMC造成很大損害，也嚴重影響整個船舶中壓直流系統（MVDC）的運行。

發明內容

本發明的目的在于提供一種船舶中壓直流系統用的MMC并聯拓撲結構，實現了功率增加時MMC的分流，在一定范圍內突破了功率輸出的限值，并且通過逆阻型MMC子模塊的提出來阻斷短路電流，有效處理了MMC直流側的短路故障。

為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種船舶中壓直流系統用的MMC并聯拓撲結構，所述的MMC由多個半橋型MMC子模塊級聯而成，其特征是，所述的船舶中壓直流系統用的MMC并聯拓撲結構包含：

MMC的交流端通過變壓器連接船舶電力系統發電機的交流側，MMC的直流端連接船舶電力系統直流母線側；

設置多個MMC，使多個MMC的交流端和直流端分別并聯。

上述的船舶中壓直流系統用的MMC并聯拓撲結構，其中：

將MMC中的半橋型MMC子模塊改為逆阻型MMC子模塊。

上述的船舶中壓直流系統用的MMC并聯拓撲結構，其中：

所述的半橋型MMC子模塊的拓撲結構為：

第一IGBT管T₁；

第二IGBT管T₂，其發射極和集電極分別作為半橋型MMC子模塊的輸入端和輸出端，其發射極連接第一IGBT管T₁的集電極；