級聯(lián)H橋型STATCOM控制系統(tǒng)研究.pdf

1、無功負載的存在，不僅增加了電網(wǎng)的負擔，而且嚴重影響用戶端的電能質量，實施快速有效的無功補償對優(yōu)化電網(wǎng)環(huán)境有著重大的意義。目前用電設備正向著大功率、大容量方向發(fā)展，傳統(tǒng)的無功補償裝置與技術已經(jīng)不能滿足需要，多電平技術的廣泛應用很好地解決了這方面的不足。級聯(lián)H橋型靜止無功補償裝置(STATCOM)相比于二極管箝位型和飛跨電容型多電平補償裝置，具有H橋結構相同、易于模塊化和封裝、二極管和電容少等特點，成為現(xiàn)代無功補償裝置與補償技術發(fā)展和研究的

2、熱點。本文主要圍繞級聯(lián)H橋型STATCOM整個控制系統(tǒng)的設計展開研究，具體的工作內容如下:
　　 (1)分析了級聯(lián)H橋型STATCOM的工作原理與單元H橋的工作狀態(tài)，在此基礎上描述了級聯(lián)H橋型STATCOM的數(shù)學模型，分析了其常用控制策略。根據(jù)瞬時無功理論，在采用鎖相環(huán)dp檢測無功電流的基礎上，通過坐標變換獲得同步旋轉角，設計了無鎖相環(huán)的dq無功檢測法。
　　 (2)研究了適用于級聯(lián)型多電平逆變器的載波移相PWM調制方法

3、。載波層疊、載波移相是級聯(lián)型多電平逆變器常用的調制方法，分析了兩種方法的調制原理，對載波移相直流側電源利用率進行了優(yōu)化，通過仿真分析比較了各方法的優(yōu)缺點。仿真分析表明載波移相具有提高等效載波頻率、調制方法簡單、便于分析與諧波易于消除等特點，成為級聯(lián)型多電平逆變器一種理想的調制方法。
　　 (3)設計了基于疊加電壓矢量的直流側電容電壓平衡控制算法。直流側電壓不平衡是影響級聯(lián)H橋型STATCOM運行性能的重要原因，在分析其不平衡原因

4、的基礎上，介紹了常用的輔助電路平衡法與軟件控制平衡算法，比較了這些平衡策略的優(yōu)缺點。設計了一種新的簡單控制算法，在獲得的調制波上疊加一個電壓偏差矢量，對各H橋單元進行分相瞬時電流跟蹤控制，很好地實現(xiàn)了直流側電容電壓的平衡，通過仿真驗證了控制方法的有效性。
　　 (4)構建了級聯(lián)H橋型STATCOM雙閉環(huán)解耦控制系統(tǒng)。針對級聯(lián)型STATCOM輸出的有功電流與無功電流之間相互影響的問題，通過引入狀態(tài)反饋量，實現(xiàn)了兩者的獨立控制。搭建