基于MMC中低壓配電網(wǎng)STATCOM的研究.pdf

1、對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償是配電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要保障，無(wú)功補(bǔ)償能夠有效提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益，從而配電網(wǎng)提供用戶(hù)以安全、高質(zhì)量的電能。靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM）是最新一代無(wú)功補(bǔ)償裝置，具有響應(yīng)速度快、可連續(xù)調(diào)節(jié)、無(wú)功補(bǔ)償效果卓越、輸出諧波性能好、安裝地點(diǎn)靈活方便、抑制電網(wǎng)電壓波動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，成為無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的研究熱點(diǎn)。本文對(duì)基于模塊化多電平變換器（MMC）的靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM）進(jìn)行了整體研究，包括：主電路參數(shù)的分析和設(shè)計(jì)、PWM調(diào)制

2、技術(shù)、預(yù)充電階段和穩(wěn)態(tài)工作階段的控制策略介紹、橋臂不對(duì)稱(chēng)時(shí)MMC-STATCOM的穩(wěn)態(tài)特性分析與控制策略研究、系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)、仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　本文分析了MMC變換器的運(yùn)行原理，在只考慮橋臂電壓和橋臂電流基波分量的前提下，推導(dǎo)了橋臂能量波動(dòng)與電容容值之間的關(guān)系，提出了以抑制電容電壓基頻波動(dòng)為目的直流側(cè)電容設(shè)計(jì)方法；在綜合考慮了MMC-STATCOM動(dòng)態(tài)性能、橋臂電流紋波大小、輸出功率能力等性能指標(biāo)后，提出了限流電感感值的取值方

3、法。
　　為分析穩(wěn)態(tài)情況下基于MMC變換器的STATCOM的工作特性，本文首先建立了MMC-STATCOM的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，并設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的電流型反饋解耦控制器，實(shí)現(xiàn)了無(wú)功功率和有功功率的獨(dú)立控制。本文對(duì)比研究了合適MMC變換器的多電平脈沖調(diào)制技術(shù)，最近電平逼近調(diào)制（NLM）技術(shù)適合應(yīng)用于子模塊數(shù)較多的場(chǎng)合以及MMC的預(yù)充電階段，載波移相正弦脈沖寬度調(diào)制（CPS-SPWM）技術(shù)由于其較好的輸出特性更適合MMC穩(wěn)態(tài)階段。論文研究了MMC

4、-STATCOM的直流電容電壓控制策略，提出了基于CPS-SPWM調(diào)制技術(shù)的分級(jí)控制策略，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)電容電壓的平衡。
　　在模塊化多電平變換器上、下橋臂參數(shù)不對(duì)稱(chēng)時(shí)，基頻交流分量在上、下橋臂之間不平均分配，同時(shí)橋臂電流中的直流分量和二倍頻分量也會(huì)流入到交流側(cè)。本文建立了橋臂參數(shù)不對(duì)稱(chēng)MMC-STATCOM的交流側(cè)和直流側(cè)模型，分析了不同頻率下等效電路中橋臂不對(duì)稱(chēng)對(duì)穩(wěn)態(tài)電流的影響，提出了抑制基頻共模分量及二倍頻共模分量并維持上、下橋