基于模块化多电平换流器的statcom研究

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1、MA．Sc．DissertationResearchonSTATCoMBasedonModularMultilevelConverter[NationalNaturalScienceFoundationofChina：5177073)SupervisedbyProf．LiLeiNanjingUniversityofScience＆TechnologyMarch，2013声明尸明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的

2、研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：粒学位论文使用授权声明Ⅵ乡年乡月7日南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：挈生隆叫年乡月彳日硕士论文基于模块化多电平变换器的STATCOM研究摘要随着国家智能电网的持续发展

3、，柔性交流输电技术将会得到广泛应用。静止同步补偿器(STATCOM)，作为柔性交流输电的重要装置，也得到了越来越多重视。针对高压大功率领域，通过对常见多电平变换器拓扑的分析和比较，引出本文研究重点，模块化多电平换流器(MMC)拓扑，提出并研究了该拓扑在STATCOM中的应用。本文首先对STATCOM基本原理和控制方式进行了介绍，提出单相动态无功电流检测算法，分析了三相基于dqO变换的无功检测方法，通过Matlab仿真验证了上述方法的可行性。论文详细研究了模块化多电平换流器，对其拓扑结构、工作原理以及子模

4、块运行方式进行了说明，建立数学模型，推导出输入输出的关系、子模块电容电压稳定影响因素。为保证直流侧电容电压的稳定，采取电压均分和电压均衡的分级控制方法，并严格论证了该控制方法下系统的稳定性。通过对MMC型STATCOM无功补偿原理的分析，依次建立在abe静止坐标系和dq0同步旋转坐标系中数学模型，利用劳斯稳定判据分析系统的开环传递函数，证明MMC型STATCOM的可行性和稳定性。系统直流侧采用电压直接PI控制和误差叠加的方法，交流侧针对dq分量耦合不能独立控制的缺点，提出了一种基于状态反馈的解耦控制方法

5、，动态跟踪效果较好。利用Saber和Matlab软件协同仿真，证明了MMC和MMC型STATCOM的可行性和控制策略的正确性。在理论分析和仿真研究的基础上，以DSP芯片TMS320F28335为核心，搭建主电路、驱动单元和采样电路等，完成系统硬件电路的设计。软件部分包括数据采集和分析控制两部分，主要实现A／D采样、PWM信号输出的功能。根据实验样机，进行调试和观察，表明模块化多电平换流器具有良好的正弦多电平输出性能，MMC型STATCOM具有良好的无功补偿效果。关键词：模块化多电平，STATCOM，数学

6、模型，控制策略，电压平衡，协同运行Abstract硕士论文WiththedevelopmentofNationalSmartGrid，FACTSwillbewidelyusedinthefuture．STATCOM，astheimportantdeviceofFACTS，hasdrawnmoreandmoreattention．Focusedonhigh-voltagearea,theresearchemphasisofmodular—multilevel-converter(MMC)hasbeenpr

7、oposedthroughthecomparisonandanalysisbetweennormalmultileveltopologies，theapplicationofwhichinSTATCOMhasbeenresearchedcarefuUyinthispaperBasicprincipleandcontrolstrategyofSTATCOMhasfirstlybeenintroduced，dynamicdetectionmethodofreactivecurrentinsingle-pha

8、seisproposed，alsothemethodbasedondq0conversioninthree—phaseisanalyzed．Feas渺ilityoftheabovemethodsistestedbyMatlab．Topologystructure，workingprincipleandoperationmodeofsubmodulehavebeentechnicallystudiedforMMC．Byestablishing