基于MMC中低壓配電網STATCOM的研究.pdf

1、對配電網進行無功補償是配電網安全運行的重要保障，無功補償能夠有效提高電網的經濟效益，從而配電網提供用戶以安全、高質量的電能。靜止同步補償器（STATCOM）是最新一代無功補償裝置，具有響應速度快、可連續(xù)調節(jié)、無功補償效果卓越、輸出諧波性能好、安裝地點靈活方便、抑制電網電壓波動等優(yōu)點，成為無功補償技術的研究熱點。本文對基于模塊化多電平變換器（MMC）的靜止同步補償器（STATCOM）進行了整體研究，包括：主電路參數的分析和設計、PWM調制

2、技術、預充電階段和穩(wěn)態(tài)工作階段的控制策略介紹、橋臂不對稱時MMC-STATCOM的穩(wěn)態(tài)特性分析與控制策略研究、系統(tǒng)軟硬件設計、仿真和實驗驗證。
　　本文分析了MMC變換器的運行原理，在只考慮橋臂電壓和橋臂電流基波分量的前提下，推導了橋臂能量波動與電容容值之間的關系，提出了以抑制電容電壓基頻波動為目的直流側電容設計方法；在綜合考慮了MMC-STATCOM動態(tài)性能、橋臂電流紋波大小、輸出功率能力等性能指標后，提出了限流電感感值的取值方

3、法。
　　為分析穩(wěn)態(tài)情況下基于MMC變換器的STATCOM的工作特性，本文首先建立了MMC-STATCOM的系統(tǒng)數學模型，并設計了系統(tǒng)的電流型反饋解耦控制器，實現了無功功率和有功功率的獨立控制。本文對比研究了合適MMC變換器的多電平脈沖調制技術，最近電平逼近調制（NLM）技術適合應用于子模塊數較多的場合以及MMC的預充電階段，載波移相正弦脈沖寬度調制（CPS-SPWM）技術由于其較好的輸出特性更適合MMC穩(wěn)態(tài)階段。論文研究了MMC

4、-STATCOM的直流電容電壓控制策略，提出了基于CPS-SPWM調制技術的分級控制策略，實現了系統(tǒng)電容電壓的平衡。
　　在模塊化多電平變換器上、下橋臂參數不對稱時，基頻交流分量在上、下橋臂之間不平均分配，同時橋臂電流中的直流分量和二倍頻分量也會流入到交流側。本文建立了橋臂參數不對稱MMC-STATCOM的交流側和直流側模型，分析了不同頻率下等效電路中橋臂不對稱對穩(wěn)態(tài)電流的影響，提出了抑制基頻共模分量及二倍頻共模分量并維持上、下橋