基于模塊化多電平變流器的靜止同步補(bǔ)償器控制策略研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)容量和電壓等級大幅提高，大量中高壓、大功率非線性用電設(shè)備接入電網(wǎng)，使得功率因數(shù)下降等電能質(zhì)量問題日益突出。作為柔性交流輸電系統(tǒng)的重要組成部分之一，靜止同步補(bǔ)償器(static synchronous compensator，STATCOM)在電能質(zhì)量改善方面起到重要的作用。但是傳統(tǒng)STATCOM受制于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、開關(guān)頻率、器件耐壓等因素，在中高壓大功率場合的應(yīng)用具有一定的局限性。模塊化多電平變流器(modular mult

2、ilevel converter，MMC)作為一種新型的多電平變流器，采用高度的模塊化結(jié)構(gòu)，不僅便于裝置容量的升級，增加了系統(tǒng)運(yùn)行的冗余狀態(tài)，同時還可以實現(xiàn)裝置的四象限運(yùn)行。因此，將MMC作為STATCOM的主拓?fù)鋵τ跀U(kuò)展STATCOM的使用場合如中高壓配電網(wǎng)具有重要的意義。本文主要對模塊化多電平靜止同步補(bǔ)償器的控制策略展開研究。
　　首先，在分析STATCOM的工作原理基礎(chǔ)之上，對比分析了STATCOM的兩種控制策略。隨后，對幾

3、種電流檢測方法進(jìn)行分析總結(jié)并采用了一種基于改進(jìn)鎖相環(huán)的dq0電流檢測法，消除在系統(tǒng)不平衡狀態(tài)下對于無功電流檢測產(chǎn)生的影響。
　　其次，針對MMC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分析其電路的工作原理。接著分別對MMC的調(diào)制策略、環(huán)流抑制策略以及子模塊電容電壓平衡控制策略進(jìn)行研究。在環(huán)流抑制策略的研究中，提出了一種準(zhǔn)PR控制的環(huán)流抑制策略。該策略的控制系統(tǒng)更為簡潔，計算量小，且在電網(wǎng)電壓平衡及不平衡下都能對環(huán)流進(jìn)行有效的抑制，適用性更好。
　　再次

4、，在dq0坐標(biāo)系下，建立了基于模塊化多電平變流器的靜止同步補(bǔ)償器的數(shù)學(xué)模型，提出了一種基于模塊化多電平變流器的靜止同步補(bǔ)償器的控制方法。針對電網(wǎng)三相不平衡工況，分析并建立電網(wǎng)不平衡工況下STATCOM的數(shù)學(xué)模型，提出了一種基于雙坐標(biāo)系下正負(fù)序分離的解耦控制策略，通過將正序以及負(fù)序分量分別進(jìn)行解耦控制，實現(xiàn)了在電網(wǎng)不平衡工況下基于模塊化多電平變流器的靜止同步補(bǔ)償器能夠準(zhǔn)確、快速地進(jìn)行無功以及負(fù)序補(bǔ)償。
　　最后，在Matlab/Si