【摘要】：近年來,隨著電力系統(tǒng)電壓等級的不斷提高和電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,STATCOM(Static Synchronous Compensator,靜止同步補(bǔ)償器)也不斷向高壓大容量方向發(fā)展。MMC(Modular Multilevel Converter,模塊化多電平變流器)由于級聯(lián)子模塊較多,其輸出電壓更接近正弦波,諧波含量極低,當(dāng)它用于并聯(lián)無功補(bǔ)償時不會給電網(wǎng)帶來巨大的諧波污染。因此采用更先進(jìn)的控制策略對模塊化多電平變流器進(jìn)行控制,提高STATCOM對電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)男阅苡兄种匾囊饬x。針對MMC子模塊電容電壓平衡控制問題,本文通過對MMC內(nèi)部能量變化和轉(zhuǎn)移的機(jī)理進(jìn)行分析,提出了基于能量分析的MMC-STATCOM電容電壓三級平衡控制策略;針對MMC控制器動態(tài)性能差的問題,本文首先利用反饋線性化理論對MMC-STATCOM系統(tǒng)進(jìn)行解耦,然后設(shè)計(jì)了內(nèi)外環(huán)雙滑模控制器。具體研究內(nèi)容如下:(1)系統(tǒng)地介紹了MMC-STATCOM的工作原理、數(shù)學(xué)模型和無功電流檢測方法。(2)對MMC中相與相之間、上橋臂與下橋臂之間、子模塊與子模塊之間能量變換和轉(zhuǎn)移機(jī)理及特性進(jìn)行了深入分析。詳細(xì)探討了影響MMC能量平衡的決定因素,又采用了基于準(zhǔn)PR控制器的二倍頻環(huán)流抑制策略,在此基礎(chǔ)上,借鑒了三級能量平衡控制策略,實(shí)現(xiàn)了電容電壓的平衡控制。(3)對反饋線性化理論和滑�？刂圃磉M(jìn)行了介紹。針對MMC-STATCOM系統(tǒng)非線性強(qiáng)耦合的特點(diǎn),利用反饋線性化原理,將復(fù)雜的非線性系統(tǒng)解耦并降階為一階線性系統(tǒng),然后對此系統(tǒng)設(shè)計(jì)了電壓外環(huán)滑�？刂破骱碗娏鲀�(nèi)環(huán)滑�？刂破�,實(shí)現(xiàn)了對無功補(bǔ)償和無功發(fā)生的控制。(4)搭建了基于MMC的STATCOM仿真模型,分別對本文所提出的三級電容電壓平衡控制策略和雙滑�？刂撇呗赃M(jìn)行仿真分析研究。仿真結(jié)果表明:通過采用文中所提的電容電壓平衡控制策略,能夠減緩系統(tǒng)遭受相間負(fù)載不平衡大擾動后的電容電壓波動,從而抑制由于三相不平衡所引起的STATCOM脫網(wǎng)運(yùn)行事故,有效提高了MMC-STATCOM的安全穩(wěn)定運(yùn)行能力;此反饋線性化解耦的雙滑模控制策略在系統(tǒng)運(yùn)行于無功補(bǔ)償工況和運(yùn)行于無功發(fā)生工況時都具有良好的動態(tài)響應(yīng)性能。
【圖文】：

- 6 -圖 2.1 MMC-STATCOM 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，基于 MMC 的 STATCOM 主電路拓?fù)錇椴⒙?lián)在電網(wǎng)負(fù)荷側(cè)變器結(jié)構(gòu)。MMC 由一系列的 SM(Sub-Module，子模塊)串聯(lián) STATCOM 的連接電感。MMC 每相由上、下兩個橋臂組成橋臂，每個橋臂又由N 個完全相同的子模塊和一個串聯(lián)電感元共有2N 個 SM，dcU 為直流側(cè)電壓。如圖 2.2 為單個子模塊BT，0C 為直流存儲電容，1D 、2D 為兩個反并聯(lián)二極管，U電壓，CU 為 SM 電容電壓。 串聯(lián)的子模塊數(shù)量較多，所以交流側(cè)輸出電壓的電平數(shù)和電

級控制器所決定的，因此uji是不變的，，僅以達(dá)到控制子模塊中能量向下一個子模量的總值為零，這樣就達(dá)到了子模塊的能。因此 N 個子模塊的電壓調(diào)整量的總和 u10Njiu i 平衡控制MC 相間、橋臂間、子模塊間能量變換和、橋臂間平衡控制器和子模塊平衡控制器壓平衡控制器被組合起來形成了相互之制器之間是獨(dú)立的，下級控制器不會與上器示意圖。cj refIavg
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM46

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本文編號：2604492