三角形链式STATCOM直流侧电容电压相间平衡控制策略的研究

三角形链式STATCOM直流侧电容电压相间平衡控制策略的研究

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摘要:当系统不平衡时,三角形链式STATCOM需要同时对无功电流和负序电流进行补偿。负序电流会导致流入各换流链的有功功率不相等,从而造成直流侧电容电压失衡,影响甚至损坏装置。若仅仅采用总体和相内控制相结合的方式,不能实现不平衡工况下STATCOM直流侧电压的平衡。因此,本文采用注入零序电流的相间平衡控制策略。最后,在matlab/simulink中进行仿真,仿真结果表明:不平衡工况下,注入零序电流的三级平衡控制策略,能对三角形链式STATCOM直流侧电容电压的平衡实现有效控制。

关键词:STATCOM;注入零序电流;直流侧电容电压;三级控制

中图分类号:TM761

引言

三角形链式静止同步补偿器(STATCOM)直流侧电容电压不平衡原因包括:①直流侧各电容的参数存在差异;②不平衡工况下,装置需要补偿负序电流。然而,直流侧电容电压不平衡会影响装置的性能,甚至引起装置损坏。因此,直流侧电容电压的平衡问题,是目前STATCOM的重要研究方向之一。

目前文献所涉及链式STATCOM直流侧电压的控制思路[1]有:控制直流侧电压为一常数,此方法动态性能好,满足STATCOM的设计要求;控制调制比M使其为常数(一般为最大调制比),此方法输出电压谐波畸变率小,但动态响应慢;直流侧电容电压参考值选取一高一低两值,此方法动态响应、输出电压谐波均满足要求,但是控制方法复杂。

因此,维持直流侧电容电压值不变,是目前三角形级联STATCOM广为采用的控制思路。当系统平衡时,一般采用总体控制与相内控制相结合的方式就足以实现直流侧均压。但是,对于不平衡系统,链式STATCOM补偿的负序电流,会导致直流侧电容电压的失衡,影响STATCOM的正常工作。

因此,本文提出通过注入平衡负序电流所需的零序电流实现相间平衡的直流侧电容电压控制策略。最后,在matlab/simulink中进行了仿真,仿真结果表明采用注入零序电流的直流侧三级平衡控制策略,能有效控制三角形链式STATCOM在补偿不平衡负载中的直流侧电容电压。

实时、有效的跟踪。

仿真结果表明:本文所采用的注入零序电流的三级直流电容电压控制策略,在系统不平衡时,对三角形链式STATCOM的直流侧的控制具有较强的动态性、可行性。

5结论

本文对STATCOM各换流链节与系统的功率交换进行了分析,通过注入零序电流的方式实现相间功率平衡。最后,仿真表明,所提零序电流注入的控制策略具有较好的适应性、可行性、正确性。

参考文献:

[1]马晓军,姜齐荣,网仲鸿,等.静止同步补偿器的分相不对称控制[J].中国电机工程学报,2001,21(1):52-56.

[2]季振东,赵剑锋,孙毅超,等.三角形连接的链式H桥并网逆变器相间直流侧电压平衡控制[J].电工技术学报,2013,28(12):191-198.

[3]朱永强,刘文华,邱东刚,等.基于单相STATCOM的不平衡负荷平衡化补偿的仿真研究[J].电网技术,2003,27(8):42-45.

[4]马晓军,姜齐荣,网仲鸿,等.静止同步补偿器的分相不对称控制[J].中国电机工程学报,2001,21(1):52-56.

[5]杨昆,陈磊,陈国柱.D-STATCOM补偿不平衡负载分序控制策略[J].电力自动化设备,2012,32(7):36-41.

[6]陈伟.三角形链式静止同步补偿器补偿不平衡负载能力研究及控制.[D].重庆大学,2015.

基金项目:国家自然科学基金资助项目(51277191)

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