穩(wěn)態(tài)工況下MMC型STATCOM自適應(yīng)綜合控制策略研究.pdf

1、模塊化多電平變換器（MMC）作為一種新型的、適用于中、高壓功率領(lǐng)域的變換技術(shù)，由于其具有的公共直流母線，可以實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，同時(shí)具有良好的可擴(kuò)展性與故障冗余性，是電能質(zhì)量治理如無功補(bǔ)償（STATCOM）、諧波抑制的有效手段。本文以MMC型STATCOM為研究對(duì)象，在多電平電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)衍變分析的基礎(chǔ)上，采用理論仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的研究方法，重點(diǎn)對(duì)MMC-STATCOM自適應(yīng)綜合控制策略進(jìn)行研究，主要研究內(nèi)容為：
　　本文深入分析了

2、MMC變換器四象限運(yùn)行基本工作原理，在僅考慮電壓電流基波分量的情況下，給出了MMC變換器交流側(cè)工作特性矢量關(guān)系圖，并在此基礎(chǔ)上，通過對(duì)容性無功補(bǔ)償狀態(tài)下的MMC子模塊電容電壓直流分量與交流諧波特性分析，提出了以抑制50Hz脈動(dòng)為目標(biāo)的直流側(cè)電容選取方法，并兼顧MMC-STATCOM動(dòng)態(tài)跟蹤性能、電流脈動(dòng)以及輸出電流能力等設(shè)計(jì)指標(biāo)，選取并設(shè)計(jì)了合適的橋臂串聯(lián)電感。
　　本文提出了MMC-STATCOM自適應(yīng)綜合控制策略，主控制器采用

3、直接電流型反饋解耦控制策略，在恒頻啟動(dòng)過程和穩(wěn)態(tài)工作階段自適應(yīng)選擇合適的電容電壓平衡控制策略，實(shí)現(xiàn)了有功電流isd與無功電流isq的獨(dú)立控制，而且在裝置啟動(dòng)階段子模塊電容電壓能夠快速響應(yīng)控制指令，穩(wěn)態(tài)工作階段輸出電流諧波特性高，子模塊電容電壓平衡性能優(yōu)異。
　　針對(duì)MMC-STATCOM恒頻啟動(dòng)控制，對(duì)NLM排序均壓算法進(jìn)行優(yōu)化，使其在變換器恒頻啟動(dòng)過程及穩(wěn)態(tài)工作階段均適用，所提出的直流斜坡電壓優(yōu)化控制策略，在未設(shè)置預(yù)充電電阻的情

4、況下，有效減小了MMC解鎖瞬間的沖擊電流，從而簡化了裝置啟動(dòng)電路。
　　本文深入研究了穩(wěn)態(tài)工作階段MMC-STATCOM電容電壓平衡方法，建立了子模塊穩(wěn)態(tài)平均數(shù)學(xué)模型，通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)，獲得了子模塊電容電壓的解析表達(dá)式，從中揭示了導(dǎo)致子模塊電容電壓不平衡的原因，仿真結(jié)果也進(jìn)一步驗(yàn)證了子模塊數(shù)學(xué)模型的正確性。
　　本文搭建了±3kVar三相MMC-STATCOM實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析以及仿真結(jié)果相一致，均驗(yàn)證了自適應(yīng)綜合控制