基于VME總線的MMC-STATCOM控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著電力市場(chǎng)的不斷發(fā)展,用戶對(duì)供電質(zhì)量和可靠性的要求越來(lái)越嚴(yán)格。因此,需要相應(yīng)的裝置來(lái)確保電網(wǎng)的可靠性,提高電能質(zhì)量。靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)作為柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)中的重要無(wú)功補(bǔ)償裝置,具有優(yōu)越的控制性能和良好的補(bǔ)償效果。多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使STATCOM裝置能應(yīng)用在高壓大功率電力系統(tǒng)中。目前,級(jí)聯(lián)型多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)因其體積小、易于模塊化實(shí)現(xiàn)、可靠性高等突出優(yōu)點(diǎn),成為了研究的熱點(diǎn)。本文以級(jí)聯(lián)型多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的MMC-STA

2、TCOM為研究對(duì)象,主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究工作。
　　首先從無(wú)功補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)理論出發(fā),對(duì)傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償裝置、基于電力電子逆變技術(shù)和多電平技術(shù)的新型無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行了概述,詳細(xì)分析研究了級(jí)聯(lián)型多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的MMC-STATCOM。其次,在對(duì)STATCOM裝置的運(yùn)行模式和無(wú)功補(bǔ)償原理進(jìn)行了分析的基礎(chǔ)上,建立了MMC單元、abc靜止坐標(biāo)系和d-q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,并結(jié)合瞬時(shí)功率理論分析了調(diào)節(jié)系統(tǒng)有功、無(wú)功功率的方法。
　

3、　對(duì) MMC-STATCOM交流側(cè)控制技術(shù)和直流側(cè)電容電壓平衡控制技術(shù)進(jìn)行了分析研究,選用了狀態(tài)解耦反饋控制作為交流側(cè)控制技術(shù),直流側(cè)電容電壓平衡控制則采用了基于有功電壓矢量疊加的控制技術(shù),并結(jié)合了分層控制思想。在單極倍頻自然采樣SPWM特點(diǎn)的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出單極倍頻CPS-SPWM調(diào)制策略,并對(duì)其相關(guān)特點(diǎn)進(jìn)行了分析總結(jié)。
　　在MATLAB/Simulink軟件中建立了MMC-STATCOM無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)的仿真模型,仿真分析了控制系統(tǒng)

4、的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。通過(guò)電流電壓的波形狀況和相關(guān)的FFT諧波分析,驗(yàn)證了狀態(tài)反饋解耦控制的穩(wěn)態(tài)性能良好;通過(guò)改變無(wú)功電流指令和負(fù)載側(cè)無(wú)功,證明了該系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能良好;同時(shí),驗(yàn)證了單極倍頻CPS-SPWM調(diào)制策略的相關(guān)特點(diǎn)。
　　在數(shù)學(xué)模型和仿真分析的基礎(chǔ)上,搭建了一套基于VME總線的MMC-STATCOM無(wú)功補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主電路的各器件進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì)和選型;完成了基于VME總線的控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā)。在該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上進(jìn)