三角形鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器補(bǔ)償不平衡負(fù)載能力分析及控制.pdf

1、靜止同步補(bǔ)償器(static synchronous compensator，STATCOM)是一種并聯(lián)接入電網(wǎng)的補(bǔ)償裝置，既可用于輸電網(wǎng)，也可用于配電網(wǎng)。鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的 STATCOM以其快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，良好的諧波性能，結(jié)構(gòu)緊湊，經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，在不平衡負(fù)載補(bǔ)償中得到了廣泛應(yīng)用。三角形鏈?zhǔn)?STATCOM由于其含有零序電流流通通道，可以通過(guò)注入零序電流很容易實(shí)現(xiàn)各相換流鏈的功率平衡，因此更適合應(yīng)用于不平衡負(fù)載的補(bǔ)償中。然而，三角形

2、鏈?zhǔn)?STATCOM是一個(gè)復(fù)雜的柔性交流輸電系統(tǒng)控制器，其主電路的設(shè)計(jì)方法、電流內(nèi)環(huán)解耦控制、外環(huán)無(wú)功功率控制、不平衡補(bǔ)償范圍、節(jié)點(diǎn)電壓的控制和電容電壓的平衡控制仍存在許多需要解決的問(wèn)題。
　　本文以三角形鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器補(bǔ)償無(wú)功和負(fù)序電流為研究對(duì)象，首先分析了其工作原理和數(shù)學(xué)模型、并進(jìn)行了主電路參數(shù)設(shè)計(jì)。其次，通過(guò)坐標(biāo)變換和開(kāi)關(guān)函數(shù)法，得到了三角形鏈?zhǔn)?STATCOM在不平衡工況下的正序、負(fù)序及零序數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上，基于前

3、饋解耦方法對(duì)三角形鏈?zhǔn)?STATCOM裝置采用分序控制策略，即正序、負(fù)序分量在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中進(jìn)行控制，零序分量在瞬時(shí)坐標(biāo)系下進(jìn)行控制。然后，針對(duì)三角形鏈?zhǔn)?STATCOM直流側(cè)電容電壓較難平衡的問(wèn)題，分析了直流側(cè)電容電壓不平衡的產(chǎn)生機(jī)理，提出了一種新的直流側(cè)電容電壓分級(jí)控制策略。其基本思路是：通過(guò)正序有功電流實(shí)現(xiàn)總體功率平衡、采用零序電流注入的方式實(shí)現(xiàn)相間功率平衡、通過(guò)調(diào)節(jié)各 H橋模塊輸出電壓幅值和相位實(shí)現(xiàn)相內(nèi)功率平衡。最后，通過(guò)分析

4、三角形鏈?zhǔn)?STATCOM實(shí)現(xiàn)功率平衡的機(jī)理，推導(dǎo)出其在補(bǔ)償額定無(wú)功電流時(shí)，所能補(bǔ)償負(fù)序電流范圍的計(jì)算方法，并在Matlab/simulink中搭建了10kV/10MVA的三角形鏈?zhǔn)絊TATCOM裝置進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，給出了仿真結(jié)果。
　　仿真結(jié)果表明，本文所采用三角形鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器的電流內(nèi)環(huán)控制策略、直流側(cè)電壓分級(jí)控制策略，在不平衡工況下能精確、有效、實(shí)時(shí)的控制三角形鏈?zhǔn)絊TATCOM。負(fù)序電流補(bǔ)償范圍的計(jì)算方法，對(duì)STATC