高壓級聯(lián)H橋STATCOM控制策略的研究.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷發(fā)展，STATCOM也不斷向高壓大功率方向發(fā)展。在STATCOM裝置中，多電平電壓型逆變器能夠有效的減少諧波，取消多重化逆變器所需的笨重、昂貴的曲折變壓器，成為了STATCOM的發(fā)展趨勢。相比于二極管箝位型、飛跨電容型多電平逆變器，級聯(lián)H橋型STATCOM電路結(jié)構(gòu)中的二極管和電容更少，且各H橋具有相同結(jié)構(gòu)，易于實現(xiàn)模塊化。
　　本文對STATCOM的無功補償原理進行深入分析，利用穩(wěn)態(tài)時電網(wǎng)電壓與STATCOM

2、輸出電壓之間的相位角δ與無功功率Q的關(guān)系，提出了基于Q-δ閉環(huán)控制系統(tǒng)，并建立了10kV的八級級聯(lián)H橋型STATCOM仿真系統(tǒng)，仿真結(jié)果顯示，利用該方法建立的仿真系統(tǒng)可以針對電網(wǎng)端的無功情況輸出與之對應(yīng)的電壓和相位，且諧波含量低，通過補償后的功率因數(shù)曲線可以證明該系統(tǒng)具有很好的補償電網(wǎng)端無功功率的能力。
　　電網(wǎng)中的負載是時時變化的，因此STATCOM的動態(tài)補償能力的優(yōu)劣也是考察其控制方法好壞的指標之一，針對于傳統(tǒng)PI控制具有參數(shù)

3、難設(shè)計，魯棒性差等缺點，本文利用模糊控制技術(shù)與傳統(tǒng)PI控制相結(jié)合的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)PI控制，在電網(wǎng)端有沖擊性負載時，分別用兩種控制方法進行調(diào)節(jié)，并將其動態(tài)補償效果進行對比，仿真實驗證明電網(wǎng)端負載在容性負載和感性負載之間相互切換時，相比于PI控制，模糊PI控制均可以提高STATCOM的動態(tài)響應(yīng)能力和穩(wěn)定性，在沖擊性負載下具有良好的表現(xiàn)。
　　STATCOM在動態(tài)補償時如果調(diào)制比不變，直流側(cè)電容電壓會隨著負載的變化而改變，而直流側(cè)電容的充

4、放電會增加系統(tǒng)的響應(yīng)時間，本文利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測技術(shù)，針對STATCOM的工作狀況，時時調(diào)整調(diào)制比M以保證直流側(cè)電容電壓不變，仿真結(jié)果驗證了其控制效果。級聯(lián)H橋型STATCOM最大特點就是每個單相逆變橋的直流側(cè)均具有獨立的電容，但直流側(cè)各電容電壓平衡問題一直是限制級聯(lián)H橋型STATCOM發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，本文在控制回路的基礎(chǔ)上增加了電壓內(nèi)外環(huán)控制，加入電容電壓內(nèi)環(huán)控制使相內(nèi)的各電容電壓保持平衡，加入電容電壓外環(huán)控制使相間的各電容電壓

5、保持平衡，從而保證了直流側(cè)所有電容電壓值的一致。仿真實驗證明，內(nèi)外環(huán)控制的加入可以使STATCOM的直流側(cè)電容電壓的平衡度大大提高。
　　本文分析了以往的STATCOM的故障處理技術(shù)，并對每一個方法進行了仿真研究和分析，最后嘗試將中性點漂移技術(shù)應(yīng)用到STATCOM的故障處理中，并進行了仿真研究，仿真結(jié)果證明了中性點漂移技術(shù)應(yīng)用在STATCOM的故障處理中的可行性，并且相比于其他方法，該方法能夠在STATCOM故障時，最大程度的提高