混合級聯(lián)H橋型STATCOM調(diào)制策略研究.pdf

1、靜止同步補償器(Static Synchronous Compensator, STATCOM)可有效補償電網(wǎng)中的諧波和無功，改善電網(wǎng)質(zhì)量，提高功率因數(shù)。在無功補償系統(tǒng)中，調(diào)制策略的優(yōu)劣直接影響其補償效果，本文以混合級聯(lián)H橋STATCOM為研究對象，對基于混合級聯(lián)H橋拓撲結構的調(diào)制策略展開研究，同時對 STATCOM系統(tǒng)中電流環(huán)跟蹤控制以及直流側電壓控制進行了仿真分析。
　　混合級聯(lián)多電平結構中，混合級聯(lián) H橋多電平變流器結構簡單

2、，容易擴展，相比傳統(tǒng)級聯(lián) H橋多電平變流器能夠輸出更多電平數(shù)，因而得到廣泛關注。本文首先對混合級聯(lián) H橋多電平變流器的主電路拓撲結構進行研究分析，結合主電路拓撲結構分析對應功率單元的工作狀態(tài)，分析每相各功率單元分別取不同直流側電壓比的輸出波形，引入最大延伸定理，為選擇合適的直流側電壓比給出理論依據(jù)，并通過仿真和實驗進行分析驗證。
　　本文以混合級聯(lián)七電平變流器為例，對混合調(diào)制、混合頻率調(diào)制以及單極性載波層疊調(diào)制分別進行研究。首先對

3、混合調(diào)制策略中門檻電壓取值 Ucmp給出理論依據(jù)，研究分析混合調(diào)制策略存在的能量倒灌問題。針對該問題采用了一種新型混合調(diào)制策略，該調(diào)制策略通過增加門檻電壓比較值，以避免出現(xiàn)兩 H橋單元輸出電平極性相反的情況，從而解決能量倒灌問題。單極性載波層疊調(diào)制策略使兩 H橋單元工作在同一載波頻率下，其輸出電平極性不出現(xiàn)相反的情況，但考慮到在電壓等級較高的場合，高壓 H橋單元開關管采用IGCT或者GTO，會受其開關頻率的限制，基于此，本文給出了高壓與

4、低壓H橋單元分別采用不同頻率載波進行調(diào)制的混合頻率載波調(diào)制方案。由于高壓 H橋單元采用低頻載波進行調(diào)制，低頻載波的引入，會影響其輸出波形，針對混合頻率載波調(diào)制，分別取不同頻率載波對其輸出進行分析研究。最后通過仿真與實驗驗證了所采用的調(diào)制策略的有效性和可行性。
　　本文對混合級聯(lián)H橋STATCOM特性進行分析研究，其關鍵技術還包括：無功電流檢測方法、電流環(huán)跟蹤控制方法、相間直流側電壓控制以及各 H橋單元直流側電壓控制方法。針對單極性