Modular Multilevel Converter (MMC) is an established technology for HVDC or Multi-Terminal DC (MTDC) systems, due to its advantages over classical Voltage Source Converters (VSCs) such as two or three level VSCs. To achieve a full control of all state variables, it is essential to implement energy-based method in which a cascade control loop is employed to regulate all state variables including ac and differential currents, and stored energy within MMC arms. In addition to normal operation control, dc Fault Ride Through (DC-FRT) capability of the MMC is a crucial and challenging control issue especially for overhead line HVDC system where non-permanent dc fault occurrence is statistically more probable. Furthermore, the main problematic technical obstacle to develop HVDC/MTDC grids is the lack of mature dc fault protection. Since conventional control in normal operation cannot be employed in case of dc fault, an efficient control strategy is indispensable. The principal objectives of the novel control methodology are to (i) obtain DC-FRT capability, (ii) decay short circuit current to zero, (iii) secure the MMC through leg and arm energy balancing, (iv) support ac grid as a Static Synchronous Compensator (STATCOM) and (v) resume normal operation after dc fault clearance. The simulation results verify the validity of proposed control strategy to fulfill the abovementioned objectives in dc fault operation of the hybrid MMC.

中文翻译：

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高压直流系统中混合模块化多电平转换器的新型直流故障穿越控制方法

模块化多电平转换器 (MMC) 是 HVDC 或多端直流 (MTDC) 系统的成熟技术，因为它优于经典电压源转换器 (VSC)，例如两电平或三电平 VSC。为了实现对所有状态变量的完全控制，必须实施基于能量的方法，其中采用级联控制回路来调节所有状态变量，包括交流和差分电流以及 MMC 臂内的存储能量。除了正常运行控制之外，MMC 的直流故障穿越 (DC-FRT) 能力是一个至关重要且具有挑战性的控制问题，特别是对于架空线路 HVDC 系统而言，在统计上，非永久性直流故障发生的可能性更大。此外，发展 HVDC/MTDC 电网的主要技术障碍是缺乏成熟的直流故障保护。由于在直流故障的情况下不能采用正常运行中的常规控制，因此有效的控制策略是必不可少的。新型控制方法的主要目标是 (i) 获得 DC-FRT 能力，(ii) 将短路电流衰减到零，(iii) 通过腿和臂能量平衡确保 MMC，(iv) 支持交流电网作为直流故障清除后，静态同步补偿器 (STATCOM) 和 (v) 恢复正常运行。仿真结果验证了所提出的控制策略在混合 MMC 直流故障运行中实现上述目标的有效性。(iii) 通过腿部和手臂能量平衡来保护 MMC，(iv) 作为静态同步补偿器 (STATCOM) 支持交流电网和 (v) 在直流故障清除后恢复正常运行。仿真结果验证了所提出的控制策略在混合 MMC 直流故障运行中实现上述目标的有效性。(iii) 通过腿部和手臂能量平衡来保护 MMC，(iv) 作为静态同步补偿器 (STATCOM) 支持交流电网和 (v) 在直流故障清除后恢复正常运行。仿真结果验证了所提出的控制策略在混合 MMC 直流故障运行中实现上述目标的有效性。