大容量级联式静止同步无功补偿器的研究

admin · 发表于 2022-9-14 16:13:11

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随着人们对电能质量要求的提高，静止同步补偿器(STATCOM)由于其先进的控制性能和良好的补偿效果，已成为当今电力系统无功补偿装置研制的热点。STATCOM技术在国外已成熟，但在国内应用还比较少，尤其是大容量STATCOM，目前仅有清华大学和上海电网合作的50兆乏STATCOM，因此研究大容量STATCOM具有重要意义。本文主要研究大容量STATCOM的主电路结构、控制策略以及调制方法等，并将理论结果在实验装置中进行验证。大容量STATCOM主电路选用级联H桥结构，比采用多重化技术节约成本，且没有非线性题目。本文所做的主要工作有：（1）对STATCOM的交流侧控制策略采用统一无功电流解耦控制，通过设计控制方法，实现了有功电流与无功电流的解耦；对STATCOM的直流侧电压控制，提出了一种新的直流电压三级控制策略，以使直流电压平衡，并进行了仿真验证。（2）针对级联式STATCOM，采用载波移相调制方法，在较低的器件开关频率下实现较高等效开关频率的效果，重点研究了单极性载波移相正弦脉宽调制（CPS-SPWM）技术的开关频率、调制比的选取，通过理论分析和仿真方法总结出：开关频率不能选择的太低，否则会对输出电压的基波产生影响；调制比要选在0.8以上，以保证输出波形的质量。（3）大容量级联式STATCOM由于H桥模块数较多，控制系统需要大量快速交换的信息和指令，因而采用了基于EtherCAT网络的控制平台，以实现快速控制和保护功能。（4）将上述控制策略应用于级联式21电平STATCOM中，并进行了一系列实验验证。

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