基于模块化多电平换流器的statcom分析

《基于模块化多电平换流器的statcom分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士论文基于模块化多电平换流器的STATCOM研究1绪论1．1课题背景电能，作为一种重要的能源，与工业生产、社会民生等方面息息相关⋯。我国电网由于结构复杂，存在着无功补偿不足、负荷率低、功率因数变化频繁等问题，这些在电力传输中由于电能质量下降，所引起的能源损耗是不容忽视的【21。为此，在《国家科学技术发展规划》、《国家电网智能化》、《节能中长期专项规划》等科研项目中，均提出要改善电能质量，节能减排【蚓。随着智能电网的快速发展和现代电力电子技术的不断进步，静止无功补偿技术(STATCOM)，正逐步成为电能质量控制与改善的关注重点[7-8]。

2、利用该项技术进行无功补偿、不平衡补偿和谐波抑制，不仅能够有效满足电网节能降损的要求，而且有利于改善各级电网的供电质量【9J。因此，研究电压等级更高、装置拓扑更为简洁的STATCOM补偿装置，已经成为改善电网电能质量、提高电力系统稳定性的重要手段之一。1．2电力电子技术在智能电网中的应用电力电子技术是智能电网基础技术的一个重要环节，主要是利用电力电子器件对电能进行控制和变换，是电力系统、电子技术和控制理论的融合。在大功率电力电子技术推广之前，电网主要采取传统的机械式控制方法，具有不能频繁动作、响应速度慢、控制功能离散等缺陷。相比之下，大功率

3、电力电子技术的响应速度更快、可控性更好、控制功能更强，为智能电网的连续、快速、灵活控制提供了更为有效的技术手段【lmllJ。目前，基于大功率电力电子技术的高压直流输电(HVDC)、柔性交流输电系统(FACTS)、定制电力(CP)和基于电压源换流器的柔性赢流输电(vsc—HVDC)已经在电力系统中得到了广泛的运用，有效增强了电网的灵活性和可靠性，提高了电网安全和经济运行水平【l2。14J。其中FACTS装置，主要包括晶闸管控制串联电容器(TCSC)、静止无功补偿器(SVC)、故障电流限制器0：CL)、可控并联电抗器(CsR)、静止同步补偿器

4、(STATCOM)、静止同步串联补偿器(sssc)、统一潮流控制器(UPFC)、线间潮流控制器(IPFC)$H可转换静止补偿器(csc)等。CP装置主要指用于配电系统的静止同步补偿器(DSTATCOM)、动态电压恢复器(DVR)、有源电力滤波器(APF)、固态切换开关(SSTS)以及统一电能质量控制器(UPQC)。而VSC—HVDC是一种以VSC和PWM技术为基础的新型直流输电技术。表1．1对电力电子技术在智能电网中的应用进行了总结，可见融入电力电子技术之后，电网资源得到了优化配置，提高了输电潜力，具备强大的抵御严重1绪论硕士论文故障和突

5、发性事件的能力，允许清洁能源(比如风能发电、光伏发电)等并网控制，对于不同特征电力用户可以可靠接入和方便使用，提高了电网服务能力，而且为城市配电网增容改造，向偏远地区、岛屿等小容量负荷供电提供了最优方案。表1．1电力电子技术在智能电网中的应用1．3STATCOM研究现状本文研究的STATCOM是第二代FACTS装置的典型代表，选用全控型器件构成白换相逆变器，辅以小容量储能器件进行无功补偿，与传统补偿装置相比，具有动态调节快、谐波电流小、损耗以及成本低等优点，因此，得到了专家学者的广泛重视。目前，世界上已经有多台大容量STATCOM装置投入

6、运行。1979年，世界上第一台容量为20MVar的SVG产品由日本三菱公司和关西电力公司研制成功，此后，容量达到10MVar、80MVar、100MVar的STATCOM装置也相应问世。这些装置主电路均采用变压器多重化、器件串联降低电压的方法。随着技术的不断进步，装置功率等级也得以提高，1997年西门子公司研制出了单机容量达8MVar的STATCOM装置，阿尔斯通公硕士论文基于模块化多电平换流器的吼～TCOM研究司也研制出了基于链式结构的士75MVarSTAl℃OMi1孓171。近年，我国STATCOM技术取得了突破性进展，如图1．1．1

7、．3所示。1999年，基于电压型三相逆变单元四重化技术，清华大学研制出了国内首台20MVar的STATCOM装置，并于河南220KV电网投入运行【恪191。2001年，基于三电平逆变器结构，国网电力自动化研究院研制出了+500KVar的STATCOM。2006年，基于IGCT的lO重化链式结构，许继集团和上海市电力公司研制成功50MVarSTATCOM装置[20-21j。图1．1河南电力局与清华大学合作研制的20MVarSTATCOM结构示意图图1．2国家电力自动化研究院研制的士500K、嘶SL町COM结构示意图图1．3基于IGCT的10

8、重链式结构的50MVarSTATCOM结构示意图经过上述分析，说明在目前的STATCOM装置中，需要有专门的变压器，为此在高压大容量领域，应从提高可靠性、经济性和精简装置等方面进行改善。文献[