【摘要】：靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)具有綜合進(jìn)行無功補(bǔ)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(bǔ)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(shí)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)無功功率控制、節(jié)點(diǎn)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(bǔ)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(qiáng)耦合非線性系統(tǒng)特點(diǎn),探索了基于單神經(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(diǎn)電壓控制技術(shù)。然后,針對H-C STATCOM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(jī)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(yùn)用正序電流控制實(shí)現(xiàn)H-C STATCOM,總體電壓控制,運(yùn)用負(fù)序電流實(shí)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(shí)現(xiàn)單個HBI模塊的電容電壓控制。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(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),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(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ),探索的H-C STATCOM輸出控制,實(shí)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因不完全解耦造成的響應(yīng)速度慢、精度不高的缺陷,探討的H-C STATCOM直流側(cè)電容電壓不平衡控制方法,提高了H-C STATCOM的魯棒性和抗擾動能力,研究的H-C STATCOM設(shè)計方法為H-C STATCOM工程設(shè)計提供合理的技術(shù)路線。仿真結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了H型級聯(lián)靜止同步補(bǔ)償器主電路及其控制策略的正確性。
【圖文】：

ｔｍ逡逑（ｂ）邋Ｈ－Ｃ邋ＳＴＡＴＣＯＭ邋輸出電流逡逑圖３．１８邋Ｈ－Ｃ邋ＳＴＡＴＣＯＭ裝置投入前后的電應(yīng)波形圖和輸出電流放形圖逡逑為驗(yàn)證參數(shù)自整定模糊ＰＩ控制的優(yōu)越性及其魯棒性，仿真條件與上述相同。將參逡逑數(shù)自整定模糊ＰＩ與常規(guī)的ＰＩ控制實(shí)現(xiàn)的ＰＣＣ節(jié)點(diǎn)電皮控制作比較可知，采用參數(shù)自整逡逑定模糊ＰＩ控制時，ＰＣＣ節(jié)點(diǎn)電壓的恢復(fù)能力比常規(guī)的ＰＩ控制強(qiáng)，響應(yīng)速度快，魯棒性逡逑好。其兩種控制方法的對比圖如圖３．１９所示。逡逑１．０４邋Ｉ邐，邐，邐，邐，，邐邐邐邐邐１逡逑＆邋

＇／似逡逑圖４．２不同并聯(lián)電阻時各ＨＢＩ輸出的電容電店波形圖逡逑從圖４．２可見，并聯(lián)電阻趟小，對電容電壓的平衡影響越大，但在實(shí)際情況中，并逡逑聯(lián)損耗很小，因此等效的并聯(lián)電阻比較大，對裝置的影響比較小。逡逑考慮混合損害即裝置開關(guān)損耗對電容電壓平衡影響時，取裝置１０個ＨＢＩ模塊的并逡逑聯(lián)損耗電阻為１００Ｅ３ａ，脈沖延時４／＝０，選取第１？７個ＨＢＩ模塊的開關(guān)損耗系數(shù)為逡逑０．０００９，第８個ＨＢＩ模塊的的開關(guān)損耗系數(shù)為化０００８，第９個為０．００１，第十個為化００１１。逡逑貝ＩＪ邋ＳＴＡＴＣＯＭ裝置Ａ相變流器的電容電壓如圖４．３所示。逡逑１４００邐＇邐Ｉ邐＇邐＇邐＇邐＇邐＇邐＇逡逑＂。。－邐開關(guān)損嚴(yán)橚耀邐開娜耗系橚．０００９邐－逡逑＾邐Q媯蕖桑裕五巍五義希靛寤澹掊危棵慷�；；；：；；；＾＾：＝二：：Ｕd五危邋五五義稀鰣澹掊澹澹㈠濉逡誨澹㈠危А�？辶x希福埃板慰廝鷙南凳荊埃埃保板危五五五危掊義希慰廝鷙南凳埃埃保卞危咤義希叮埃板澹坼危危�，逦．逦，逦．�

本文編號：2548373