三電平靜止同步補(bǔ)償器的研究.pdf

1、在電力系統(tǒng)中，由于無功不足而給系統(tǒng)帶來的危害不容忽視。靜止同步補(bǔ)償器STATCOM(Static Synchronous Compensator)，作為柔性交流輸電系統(tǒng)FACTS（Flexible AC Transmission System）家族中重要的一員，與傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置相比，不僅降低了裝置的體積和成本，而且具有更快的反應(yīng)速度和更為平滑的調(diào)節(jié)特性，但由于其電子元件的耐壓問題和諧波問題，限制了其應(yīng)用，因而如何限制其諧波和提高其可

2、靠性是亟待解決的問題。
　　 本文在對(duì)現(xiàn)有的無功補(bǔ)償裝置系統(tǒng)深入分析的基礎(chǔ)上，研究了基于三電平逆變器的STATCOM。該裝置采用中點(diǎn)鉗位的方法，將逆變電路分為正負(fù)零三個(gè)電平，使每個(gè)元件承受的最高電壓減少到傳統(tǒng)的逆變電路的一半；根據(jù)瞬時(shí)無功功率理論，檢測電路采用了ip-iq檢測法檢測無功電流，使檢測結(jié)果完全不受電壓頻率畸變的影響，提高檢測的準(zhǔn)確性；控制策略采用空間電壓矢量脈寬調(diào)制（SVPWM）技術(shù)，易于數(shù)字實(shí)現(xiàn)，直流電壓利用率高，

3、電流諧波成分少，中點(diǎn)電位控制比較容易實(shí)現(xiàn)。
　　 以TMS320LF2407A為核心對(duì)STATCOM控制系統(tǒng)進(jìn)行了軟硬件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的三相電壓和三相電流信號(hào)經(jīng)過電壓互感器和電流互感器測量后，分別經(jīng)電壓調(diào)理電路和電流調(diào)理電路轉(zhuǎn)換為A/D轉(zhuǎn)換器可以接受的模擬信號(hào)。這些模擬信號(hào)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換后送入控制器。控制器計(jì)算出STATCOM輸出電壓與系統(tǒng)電壓相位差δ，送入脈沖發(fā)生器。脈沖發(fā)生器產(chǎn)生相位和脈寬隨δ變化的多路驅(qū)動(dòng)脈沖，

4、來驅(qū)動(dòng)逆變電路IGBT的開通和關(guān)斷，使裝置產(chǎn)生電網(wǎng)系統(tǒng)所需要的無功。完成了包括信號(hào)檢測調(diào)理電路，電壓過零檢測電路，鎖相環(huán)硬件倍頻電路，IGBT驅(qū)動(dòng)電路等主要部分的硬件電路設(shè)計(jì)和包括主程序，捕獲中斷子程序，ADC中斷服務(wù)子程序和PWM發(fā)生子程序等主要功能模塊的軟件設(shè)計(jì)。
　　 經(jīng)理論分析表明，該裝置與二電平比較，輸出電壓波形諧波小，可靠性高；仿真實(shí)驗(yàn)表明，與傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置相比，具有動(dòng)態(tài)特性好，補(bǔ)償精度高，具有無功補(bǔ)償和吸收電網(wǎng)