基于級聯(lián)H橋的中壓SVG控制策略研究.pdf

1、隨著電力電子開關(guān)器件的廣泛應(yīng)用,電網(wǎng)中出現(xiàn)了越來越多的非線性負載,使得電網(wǎng)受到頻繁的沖擊,電能質(zhì)量嚴重降低?？焖俚剡M行就地?zé)o功補償對提高系統(tǒng)功率因數(shù),降低供電設(shè)備容量,提高電網(wǎng)穩(wěn)定性具有重要的現(xiàn)實意義。靜止無功發(fā)生器(SVG)以其響應(yīng)快速、損耗低、儲能元件體積小和輸出電流諧波含量低等優(yōu)點,成為動態(tài)無功補償裝置發(fā)展的重要方向。在中高壓大功率用電領(lǐng)域,現(xiàn)有開關(guān)器件能承受的功率等級和開關(guān)頻率之間存在不可調(diào)和的矛盾。本文采用級聯(lián)H橋型多電平變流

2、器構(gòu)成SVG主電路,模塊化的結(jié)構(gòu)易于控制和封裝,結(jié)合載波移相調(diào)制技術(shù),用較低的器件開關(guān)頻率可得到較高的等效開關(guān)頻率,使得輸出電流諧波含量大大降低。
　　本文首先在dq坐標系下建立了SVG系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,采用電壓電流雙閉環(huán)控制,通過控制SVG的輸出電流實現(xiàn)對無功的調(diào)節(jié)。鑒于電流PI調(diào)節(jié)帶來的控制延時,建立了基于占空比的數(shù)學(xué)模型,采用差分環(huán)節(jié)代替電流的變化率,推導(dǎo)出占空比計算公式,直接得到開關(guān)器件的驅(qū)動信號。級聯(lián)H橋直流側(cè)電容相互獨立

3、,這使得主電路省去了移相變壓器和整流電路,但同時也帶來了如何平衡電容電壓的問題。對電容電壓的波動及不平衡的原因進行分析,并基于建立的數(shù)學(xué)模型,通過調(diào)整控制信號指令實現(xiàn)電容電壓的均衡,以保證系統(tǒng)正?？煽窟\行。對于中高壓級聯(lián)系統(tǒng),需采用故障容錯策略提高裝置的可靠性。為保證故障后SVG仍能輸出相應(yīng)容量的無功,設(shè)計主電路時選用單元冗余的方案。一旦檢測到單元故障,立即采用旁路機構(gòu)將其短路,并對此相其余單元的控制策略進行調(diào)整,不影響非故障相的正常工