風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中鏈?zhǔn)絊TATCOM關(guān)鍵技術(shù).pdf

1、由于風(fēng)力發(fā)電的隨機(jī)性，風(fēng)電場接入到電網(wǎng)會對接入地區(qū)電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性帶來影響；同時電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性又會影響到風(fēng)電場的接入，進(jìn)一步惡化電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性。在風(fēng)電穿透功率較大的電網(wǎng)中，其電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性尤為重要，靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM）能有效的提高電力系統(tǒng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定性。本文以±1.8Mvar 鏈?zhǔn)絊TATCOM的研制為背景，對三角形連接的鏈?zhǔn)絊TATCOM的主電路進(jìn)行建模分析和參數(shù)設(shè)計(jì)，并針對直流電容電壓平衡控制、系統(tǒng)電壓不平衡控制、

2、并網(wǎng)電流波形控制以及鎖相環(huán)等關(guān)鍵技術(shù)作了系統(tǒng)深入的研究。
　　 主電路分析是研究鏈?zhǔn)絊TATCOM的基礎(chǔ)。論文基于三角形連接的鏈?zhǔn)絊TATCOM 可以等效為三個單相鏈?zhǔn)絊TATCOM，建立了鏈?zhǔn)絊TATCOM的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)了其穩(wěn)態(tài)表達(dá)式，在此基礎(chǔ)上，對±1.8Mvar 鏈?zhǔn)絊TATCOM 主電路進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì)，并分析了電容、電感、開關(guān)頻率等參數(shù)對裝置性能的影響。
　　 針對鏈?zhǔn)絊TATCOM中的鎖相環(huán)問題進(jìn)行了分析。對

3、比分析了三種常用的鎖相環(huán)方法，分析了鎖相環(huán)的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度對鏈?zhǔn)絊TATCOM 輸出性能的影響，給出了幾種系統(tǒng)相位發(fā)生突變時鏈?zhǔn)絊TATCOM 仍能維持穩(wěn)定工作的方法。
　　 直流電容電壓平衡控制是鏈?zhǔn)絊TATCOM中的關(guān)鍵問題之一。論文通過功率平衡的方法分析了造成鏈?zhǔn)絊TATCOM 直流電容電壓不平衡的原因在于各鏈節(jié)吸收和消耗的有功不一致，因此提出了基于有功電壓矢量疊加的平衡控制方法，該方法通過在鏈節(jié)輸出電壓中疊加有功分量

4、從而改變其吸收的有功來實(shí)現(xiàn)直流電容電壓平衡。此外提出了矢量分析的方法，通過該方法可以對各種平衡控制策略的穩(wěn)定性及調(diào)控能力進(jìn)行分析。為了找出最合適的平衡控制策略，仍然通過矢量分析將所提方法同另外兩種常用的平衡控制方法進(jìn)行對比，通過對比可知所提的控制策略具有穩(wěn)定性好、調(diào)控能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，仿真驗(yàn)證了對比分析的正確性。
　　 系統(tǒng)電壓不平衡下的控制是鏈?zhǔn)絊TATCOM中另一個關(guān)鍵問題。論文通過分析在系統(tǒng)電壓不平衡下鏈?zhǔn)絊TATCOM的控制

5、方法指出鏈?zhǔn)絊TATCOM 需要同時輸出正序、負(fù)序及零序分量其各相才能輸出任意可控大小的無功電流，并提出了分相瞬時電流控制策略，在此基礎(chǔ)上研究了鏈?zhǔn)絊TATCOM在不平衡電壓下的補(bǔ)償模式，提出了無功補(bǔ)償模式和電壓控制模式兩種改進(jìn)型補(bǔ)償模式。通過分相瞬時電流控制能夠維持鏈?zhǔn)絊TATCOM在不平衡電壓下的正常工作，通過兩種改進(jìn)型補(bǔ)償模式使鏈?zhǔn)絊TATCOM能夠有效的對不平衡系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償。仿真結(jié)果表明，所提出的不平衡電壓控制策略有效地增強(qiáng)了鏈

6、式STATCOM在不平衡電壓下的安全運(yùn)行能力，并按照所設(shè)計(jì)的工作模式能有效地補(bǔ)償系統(tǒng)中的無功。
　　 針對鏈?zhǔn)絊TATCOM 并網(wǎng)中低次諧波電流問題進(jìn)行了分析，傳統(tǒng)的PI 控制器無法對正弦指令電流無靜差跟蹤，而且其帶寬有限，諧波抑制能力不足，因此提出了比例控制器與重復(fù)控制器并聯(lián)的復(fù)合控制器結(jié)構(gòu)，對復(fù)合控制器進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，并與比例控制器作對比，復(fù)合控制器具有足夠的頻率帶寬，可以對基波電流無靜差跟蹤以及諧波抑制能力良好。仿真結(jié)果