用于改善風(fēng)電場電壓波動的STATCOM控制技術(shù)研究.pdf

1、在風(fēng)力發(fā)電中，最大的挑戰(zhàn)就是怎樣處理風(fēng)速的巨大變化，風(fēng)速的變化是導(dǎo)致輸出功率的波動的主要原因。由于風(fēng)電場一般位于電網(wǎng)末端，即弱電網(wǎng)，因此這種功率的變化嚴(yán)重影響電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定。隨著柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)技術(shù)的發(fā)展，為了提高電能質(zhì)量，可以通過動態(tài)無功補(bǔ)償器來解決。并聯(lián)無功補(bǔ)償設(shè)備，如靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)，現(xiàn)已被廣泛的應(yīng)用在提高電網(wǎng)穩(wěn)定性和改善公共節(jié)點(diǎn)的暫態(tài)穩(wěn)定上。為了節(jié)約變壓設(shè)備的成本，在高壓大功率應(yīng)用方面，多電平變換器

2、因能改善輸出波形和提供交流側(cè)更高的電壓，得到了越來越廣泛的關(guān)注。自從二極管箝位型多電平變換器(DCMC)問世以來，發(fā)展了眾多與之相關(guān)的調(diào)制策略和控制方法。本文正是對這種二極管箝位型多電平STATCOM的控制系統(tǒng)與改善電能質(zhì)量的能力進(jìn)行研究。
　　 本文由三電平STATCOM介紹了最基本的空間矢量調(diào)制(SVPWM)策略，盡管空間矢量調(diào)制有著突出的優(yōu)點(diǎn)，諸如最優(yōu)的開關(guān)波形、更易于數(shù)字控制的實(shí)現(xiàn)，但是當(dāng)變換器拓?fù)涞碾娖綌?shù)增大，尤其是多

3、于三電平之后，其調(diào)制策略所產(chǎn)生的眾多序列和巨大的計(jì)算量反而不易于電腦操作。因此，本文引入了一種60度坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換和另一種三電平空間矢量的兩電平簡化方法大大降低了多電平的調(diào)制算法的復(fù)雜程度。并將此應(yīng)用到五電平STATCOM的調(diào)制策略當(dāng)中。
　　 中點(diǎn)平衡問題一直是二極管箝位變換器一個無法避免的問題，本文詳細(xì)分析了中點(diǎn)平衡的原因，介紹了三電平和五電平中常見的控制中點(diǎn)平衡的空間矢量調(diào)制算法。并且提出了一種基于中點(diǎn)電流主控的新的五電平S

4、TATCOM中點(diǎn)平衡控制策略，并在仿真中得到驗(yàn)證。
　　 建立了靜止abc坐標(biāo)系和dq同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的STATCOM數(shù)學(xué)模型，采用了普遍應(yīng)用于STATCOM的直接電壓下垂的自動電壓控制模式調(diào)節(jié)補(bǔ)償輸出。
　　 簡單介紹了風(fēng)電場接入電網(wǎng)所引起的電壓穩(wěn)定性問題的原因。通過包含風(fēng)電場的電力系統(tǒng)仿真驗(yàn)證了STATCOM對基于定轉(zhuǎn)速風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)。仿真結(jié)果表明，STATCOM能夠有效地抑制風(fēng)電場在電網(wǎng)公共節(jié)