H橋級聯(lián)多電平靜止無功補償器的控制策略研究.pdf

1、靜止無功補償器STATCOM(Static Synchronous Compensatorl)作為一種動態(tài)無功補償裝置,因其良好的動態(tài)特性得到人們的廣泛關(guān)注和研究。隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大,無功補償也向著高壓大功率方向發(fā)展,基于H橋級聯(lián)結(jié)構(gòu)的STATCOM具有模塊化、多電子的特性,易于擴展和實現(xiàn)冗余,因而備受關(guān)注。但基于上述結(jié)構(gòu)的STATCOM是一個復(fù)雜的系統(tǒng),在無功功率控制、電容電壓平衡、故障處理技術(shù)等方面,仍存在許多值得深入研究的難題,這

2、也正是本文研究的對象。
　　 無功功率控制是STATCOM的核心控制,在介紹了功率前饋解耦策略的基礎(chǔ)上,考慮到STATCOM是強耦合、非線性系統(tǒng),為消除有功和無功功率的耦合,同時提高系統(tǒng)的魯棒性,本文將反饋線性化和滑模控制理論應(yīng)用到STATCOM的無功功率控制中。在Matlab／Simulink中進(jìn)行算法驗證,仿真表明,和功率前饋解耦控制策略相比,該算法動態(tài)特性更好,且具有較強的魯棒性,適合工程應(yīng)用。
　　 電容電壓平衡

3、是H橋級聯(lián)STATCOM正常運行的前提。首先將現(xiàn)有平衡方法分為外部能量交換法和電網(wǎng)側(cè)能量交換法兩類,分析了各自的優(yōu)缺點。在電網(wǎng)側(cè)能量交換法中提出了同時控制調(diào)制比和移相角的平衡策略,仿真驗證了該方法具有良好的平衡效果。由于電網(wǎng)側(cè)能量交換法和無功功率控制存在耦合。本文提出了一種和功率控制相獨立的電壓平衡策略,仿真結(jié)果表明,該方法實現(xiàn)簡單,平衡效果良好。
　　 H橋功率單元上是裝置故障的主要點,在對其故障分類之后,對現(xiàn)有的同級旁路故障

4、處理技術(shù)進(jìn)行仿真,指出其嚴(yán)重削弱裝置的無功補償能力。闡述了中性點漂移技術(shù)的原理,指出其理論基礎(chǔ)是電網(wǎng)中性點和STATCOM中性點未直接連接,仿真表明該技術(shù)能夠最大限度的提高H橋功率單元的利用率。為真正提高裝置的可靠性,對冗余容錯技術(shù)進(jìn)行了研究,本文提出以故障前后電容電壓指令值是否發(fā)生變化為指標(biāo),將冗余容錯技術(shù)分為三類,通過理論分析和仿真算法對比,指出故障前后部分功率單元電容電壓指令值改變的冗余技術(shù)在直流電壓利用率,降低開關(guān)器件應(yīng)力和降低