【摘要】：電能是人們生產(chǎn)生活不可缺少的一種能源,隨著電力系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展,電能質(zhì)量問題日益突出。模塊化多電平逆變器(Modular Multilevel Converter,MMC)作為新型拓?fù)鋺?yīng)用到靜止無功補(bǔ)償器(Static Synchronous Compensator,STATCOM),能改善STATCOM開關(guān)損耗大、補(bǔ)償容量小等問題。然而MMC內(nèi)部存在著環(huán)流的問題,本文對MMC-STATCOM進(jìn)行詳細(xì)介紹并提出對環(huán)流的抑制策略。本文首先對三相四橋臂MMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、子模塊輸出特性和內(nèi)部的電壓電流關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)介紹,得到了MMC等效的電壓方程和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。針對MMC常見的三種調(diào)制策略和兩種預(yù)充電方式進(jìn)行介紹并仿真分析,選擇載波移相調(diào)制(Phase Shifted Carrier SPWM,CPS-SPWM)作為MMC調(diào)制策略和自勵預(yù)充電作為MMC的充電方式。其次將MMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)用到以補(bǔ)償諧波、無功電流和不對稱電流為目的的STATCOM中,結(jié)合MMC的CPS-SPWM調(diào)制方式,利用瞬時無功功率計算得到參考補(bǔ)償電流并推導(dǎo)MMC-STATCOM上、下橋臂參考電壓的計算公式,進(jìn)而追蹤補(bǔ)償電流參考值。接著分析了MMC-STATCOM內(nèi)部環(huán)流等效電路結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型,提出了基于小信號模型和滑模控制的兩種環(huán)流抑制策略對環(huán)流進(jìn)行抑制。為減小子模塊電壓波動,提出了一種基于電壓均分控制和電壓均衡控制的穩(wěn)定電容電壓策略�？紤]環(huán)流和子模塊電壓波動問題,提出了MMC-STATCOM的綜合補(bǔ)償策略。最后為了驗(yàn)證所提出的控制策略的正確性,在MATLAB/SIMULINK仿真軟件中搭建MMC-STATCOM仿真模型。經(jīng)仿真分析,實(shí)現(xiàn)了諧波和無功電流的綜合補(bǔ)償控制和對環(huán)流的抑制。
[Abstract]:Electric energy is an indispensable energy for people to produce and live. With the development of power system technology, the problem of power quality becomes more and more prominent. As a new topology, modularized multilevel inverter (Modular Multilevel Converter,MMC) is applied to static Var compensator (Static Synchronous Compensator,STATCOM), which can improve the problems of large switching loss and low compensation capacity of STATCOM. However, there is a problem of circulation in MMC. In this paper, the MMC-STATCOM is introduced in detail and the strategy of restraining circulation is put forward. In this paper, the three-phase four-arm MMC topology, sub-module output characteristics and internal voltage-current relationship are introduced in detail, and the equivalent voltage equation and topology of MMC are obtained. This paper introduces three kinds of modulation strategies and two kinds of precharging methods of MMC and analyzes them by simulation. The carrier phase shift modulation (Phase Shifted Carrier SPWM,CPS-SPWM) is chosen as the MMC modulation strategy and self-excited precharge as the charging mode of MMC. Secondly, the MMC topology is applied to the STATCOM with the aim of compensating harmonic, reactive current and asymmetric current. Combined with the CPS-SPWM modulation of MMC, the reference compensation current is obtained by instantaneous reactive power calculation and the MMC-STATCOM is deduced. The formula for calculating the reference voltage of the lower arm, and then tracking the reference value of the compensation current. Then, the equivalent circuit structure and mathematical model of MMC-STATCOM internal circulation are analyzed, and two kinds of circulation suppression strategies based on small signal model and sliding mode control are proposed to suppress the circulation. In order to reduce voltage fluctuation of small module, a stable capacitor voltage strategy based on voltage equalization control and voltage equalization control is proposed. Considering the circulation and voltage fluctuation of sub-modules, a comprehensive compensation strategy for MMC-STATCOM is proposed. Finally, in order to verify the correctness of the proposed control strategy, the MMC-STATCOM simulation model is built in the MATLAB/SIMULINK simulation software. Through simulation and analysis, the harmonic and reactive current compensation control and the suppression of the circulation are realized.
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM761.12

【參考文獻(xiàn)】

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1 張明;吳浩偉;蔡凱;徐正喜;;模塊化多電平變換器的環(huán)流諧波抑制策略[J];電工技術(shù)學(xué)報;2015年21期

2 辛業(yè)春;李國慶;王朝斌;吳學(xué)光;;基于狀態(tài)反饋解耦控制的MMC-HVDC系統(tǒng)控制策略研究[J];電測與儀表;2015年20期

3 劉煥;岳偉;張一工;易榮;張海濤;許樹楷;;基于準(zhǔn)比例—諧振控制的MMC-HVDC環(huán)流抑制策略[J];電力系統(tǒng)自動化;2015年12期

4 白建成;王華鋒;林志光;荊龍;;基于PR調(diào)節(jié)器的MMC-HVDC內(nèi)部環(huán)流抑制策略研究[J];智能電網(wǎng);2015年06期

5 苑賓;許建中;趙成勇;何智鵬;龐輝;馬巍巍;;模塊化多電平換流器PR環(huán)流抑制器優(yōu)化設(shè)計[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2015年10期

6 張建坡;趙成勇;郭麗;;模塊化多電平換流器子模塊拓?fù)浞抡娣治鯷J];電力系統(tǒng)自動化;2015年02期

7 姜艷華;王彥文;;滑動平均濾波在諧波和無功電流檢測中的應(yīng)用[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年12期

8 宋平崗;江浪;李云豐;;兩相坐標(biāo)系下MMC環(huán)流抑制策略[J];電測與儀表;2014年20期

9 班明飛;申科;王建賾;紀(jì)延超;;基于準(zhǔn)比例諧振控制的MMC新型環(huán)流抑制器[J];電力系統(tǒng)自動化;2014年11期

10 周建;蘇建徽;王新穎;;模塊化多電平換流器的預(yù)充電控制[J];高壓電器;2014年04期

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1 張冀川;模塊化多電平換流器調(diào)制策略研究[D];北京交通大學(xué);2016年

2 陳思宇;基于MMC的柔性直流輸電建模及協(xié)調(diào)控制研究[D];廣西大學(xué);2014年

3 李鵬鵬;模塊化多電平變換器的調(diào)制策略研究[D];安徽理工大學(xué);2014年

4 胡敬偉;模塊化多電平換流器型高壓直流輸電的啟動控制策略研究[D];湖南大學(xué);2014年

5 王志東;直流電源級聯(lián)式多電平逆變器的控制策略與實(shí)現(xiàn)[D];鄭州大學(xué);2012年

6 李濤;基于D-STATCOM變環(huán)寬滯環(huán)控制方法研究[D];華北電力大學(xué);2012年

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本文編號：2281479