This thesis focuses on the field of HVDC transmission systems, specifically exploring the modular multilevel converter (MMC) topology. A new variation, the Flying Capacitor Hybrid Modular Multilevel Converter (FC-HMMC), is proposed. While the original topology utilizes IGBT devices, these components are prone to fail due to high voltage and current during turn-on, leading to latch-up or avalanche breakdown. In contrast, thyristors typically short due to physical or electrical abuse, with very few failing open. However, integrating thyristors into the FC-HMMC topology presents new challenges that require a thorough investigation into the commutation process. The significance of this work lies in its contribution to analyzing and proposing solutions to the problems. The project involves building a detailed simulation model of the FC-HMMC from the ground up using PSCAD, analyzing its operating principles, and proposing a modified control algorithm to enable the replacement of IGBTs with thyristors. The proposed method is implemented and validated through simulation, with results demonstrating its effectiveness. This work provides new insights into converter design and control, paving the way for future research and practical applications in high-voltage power electronics.

Denna masteruppsats fokuserar på området för HVDC-transmissionssystem, med särskild inriktning på topologin för modulära multinivåomriktare (MMC). En ny variation, den flygande kondensator hybrida modulära multinivåomriktaren (FC-HMMC), föreslås. Den ursprungliga topologin använder IGBT-komponenter, vilka är benägna att gå sönder vid höga spänningar och strömmar under påslagning, vilket kan leda till latch-up eller lavinartad nedbrytning. Å andra sidan kortsluts tyristorer vanligtvis på grund av fysisk eller elektrisk överbelastning, medan många får gå sönder med öppen krets. Att integrera tyristorer i FC-HMMC-topologin medför dock nya utmaningar som kräver en noggrann undersökning av kommuteringsprocessen. Betydelsen av detta arbete ligger i dess bidrag till att analysera och föreslå lösningar på dessa problem. Projektet innefattar att bygga en detaljerad simuleringsmodell av FC-HMMC från grunden i PSCAD, analysera dess funktionsprinciper och föreslå en modifierad styralgoritm för att möjliggöra ersättning av IGBT:er med tyristorer. Den föreslagna metoden implementeras och valideras genom simulering, med resultat som visar dess effektivitet. Detta arbete ger nya insikter i omriktardesign och styrning, och banar väg för framtida forskning och praktiska tillämpningar inom högspänd kraftelektronik.