級聯H橋多電平STATCOM的控制策略研究.pdf

1、無功補償是電力系統節(jié)能降耗和改善電壓質量的重要措施之一，基于電力電子技術的靜止無功補償設備由于其動態(tài)連續(xù)補償、響應速度快、體積小等優(yōu)點得到廣泛應用。在低壓系統常采用二電平或三電平的電路拓撲，而在高壓系統則廣泛使用基于H橋模塊的多電平結構。本文主要研究面向高壓系統無功補償的級聯H橋多電平電路的控制策略。
　　首先分析了STATCOM的無功補償原理及H橋功率模塊的工作模式，針對大功率器件應用中開關頻率與開關容量之間的矛盾，采用了一種單

2、極倍頻載波移相正弦脈寬調制技術(CPS-SPWM)，提高了補償裝置的等效開關頻率。在此條件下，建立了級聯STATCOM的數學模型，為控制器的優(yōu)化設計奠定了理論基礎。
　　設計了STATCOM的雙閉環(huán)控制策略，外環(huán)實現功率模塊的直流側電壓控制，內環(huán)實現無功電流控制，提高了響應速度并達到限流的目的。針對傳統比例積分(PI)控制動態(tài)性能不佳、參數調試困難等問題，電流環(huán)采用了無源性控制策略，并給出了無源控制器的實現結構和參數設計方法：針對

3、STATCOM正常運行過程中的直流側電容電壓的不平衡問題，在電容電壓總體控制的基礎上，采取調制波平移策略實現了模塊電壓的均衡控制；針對級聯STATCOM系統模塊數目多、故障概率大的特點，采取了N+1冗余方式的故障容錯技術，保障單模塊故障后STATCOM仍能輸出相應容量的無功功率。
　　建立了級聯H橋多電平STATCOM的仿真模型，仿真驗證了調制波平移策略和故障容錯技術的有效性以及電流無源性控制的優(yōu)越性。搭建并完善了六個H橋模塊級聯