H型級聯(lián)靜止同步補償器主電路及其控制策略研究.pdf

1、靜止同步補償器（STATCOM）具有綜合進行無功補償、電壓穩(wěn)定、諧波抑制、三相平衡等的優(yōu)越性能，近年來成為全面改善電能質(zhì)量的重要設(shè)備。隨著高壓、超高壓電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，對高壓大容量靜止同步補償器的需求也日趨旺盛，H-C STATCOM因輸出諧波含量低、器件利用率高、易于實現(xiàn)高壓大容量拓展而被備受關(guān)注。但是，H型級聯(lián)STATCOM(H-C STATCOM)是一個復(fù)雜的柔性交流輸電系統(tǒng)控制器，其主電路的設(shè)計方法、電流內(nèi)環(huán)解耦控制、外環(huán)無功

2、功率控制、節(jié)點電壓的控制和電容電壓的平衡控制仍存在許多需要解決的問題。
　　本文以H型級聯(lián)靜止同步補償器主電路及其控制策略為研究對象，首先分析了兩電平STATCOM的工作原理和數(shù)學(xué)模型，根據(jù)兩電平的原理推導(dǎo)出H-C STATCOM的數(shù)學(xué)模型，并通過開關(guān)函數(shù)法分析H-C STATCOM主電路的H橋模塊電平疊加原理及其級聯(lián)方式。在此基礎(chǔ)上，深入研究了H-C STATCOM輸出控制，針H型對級聯(lián)STATCOM的強耦合非線性系統(tǒng)特點，探索

3、了基于單神經(jīng)元的解耦控制策略、逆系統(tǒng)模型加PI功率外環(huán)控制方法和參數(shù)自整定模糊PI定PCC節(jié)點電壓控制技術(shù)。然后，針對H-CSTATCOM直流側(cè)電容電壓不平衡問題，分析了H-C STATCOM直流側(cè)電容電壓不平衡的產(chǎn)生機理、影響因素，探討了抑制不平衡的分級控制方法，其基本思想是運用正序電流控制實現(xiàn)H-C STATCOM總體電壓控制，運用負序電流實現(xiàn)各相變流器間直流電壓的平衡控制，通過調(diào)整HBI模塊輸出電壓幅值和相位差實現(xiàn)單個HBI模塊的

4、電容電壓控制。最后，研究了H-C STATCOM的設(shè)計方法，并著重從級聯(lián)數(shù)、連接電感、直流電容的確定和電力電子器件的選擇以及連接電感、直流電容和開關(guān)頻率的影響因素等方面出發(fā)，分析了H-C STATCOM設(shè)計的原則和過程，并進行了仿真實驗，給出了仿真結(jié)果。
　　本文探索的H-C STATCOM主電路結(jié)構(gòu)，為裝置的低諧波輸出提供了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)，探索的H-C STATCOM輸出控制，實現(xiàn)了在參數(shù)擾動情況下的完全解耦，解決了普通前饋解耦