模塊化多電平變換器DSTATCOM控制策略研究.pdf

1、配電系統(tǒng)中存在的電壓波動(dòng)、三相不平衡等問題會(huì)對電力系統(tǒng)的安全正常運(yùn)行造成巨大的影響。配電網(wǎng)靜止無功補(bǔ)償器（DSTATCOM）因其快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛地應(yīng)用于電能質(zhì)量的綜合治理。隨著配電系統(tǒng)功率的不斷提高，對DSTATCOM裝置的補(bǔ)償容量和電壓等級的要求也變高，具有高度模塊化結(jié)構(gòu)和易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)的模塊化多電平變換器（MMC）在DSTATCOM應(yīng)用領(lǐng)域的研究具有十分重要的意義。
　　本文首先分析了MMC的基本工作原理，借鑒三相

2、兩電平VSC的建模方法得到同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行電流內(nèi)環(huán)的設(shè)計(jì)?？紤]到當(dāng)相間環(huán)流較大時(shí)會(huì)增加開關(guān)器件的電流應(yīng)力，造成電容電壓波動(dòng)，通過定量分析得到了環(huán)流中2次諧波的表達(dá)式，這對橋臂電感大小的選取也有一定的參考價(jià)值，本文還對目前環(huán)流抑制的主要策略進(jìn)行了分析對比。
　　詳細(xì)分析了載波移相正弦脈寬調(diào)制策略（CPS-SPWM）下不同的橋臂子模塊數(shù)、載波相位差和不同的運(yùn)行工況對 MMC-DSTATCOM輸出電壓電平數(shù)和輸出諧波的

3、影響。為實(shí)現(xiàn)裝置的平穩(wěn)啟動(dòng)，利用裝置與三相交流電網(wǎng)并聯(lián)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用不控整流和高頻整流來實(shí)現(xiàn)直流側(cè)電容的預(yù)充電并通過上、下層控制器相結(jié)合的分層控制策略來解決電容電壓平衡問題。仿真驗(yàn)證了整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可實(shí)現(xiàn)性和有效性。
　　從硬件、軟件設(shè)計(jì)對MMC-DSTATCOM實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)分析，包括多數(shù)字信號處理器（DSP）的分層結(jié)構(gòu)；橋臂電感和直流側(cè)電容值的選取方法；上、下層控制器的通信；載波相位和驅(qū)動(dòng)脈沖同步等問題，并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了