基于模块化多电平换流器的statcom控制技术研究

《基于模块化多电平换流器的statcom控制技术研究》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、国内图书分类号：TM714工程硕士学位论文基于模块化多电平换流器的STATCOM控制技术研究硕士研究生：孟春城导师：高晗璎申请学位级别：工程硕士学科、专业：电气工程所在单位：电气与电子工程学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学-I-ClassifiedIndex：TM714DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringStudyonControlTechnologyofSTATCOMBasedonMMCCandidate：Mengchunchen

2、gSupervisor：GaoHanyingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ElectricalEngineeringDateofOralExamination：March,2015University：HarbinUniversityofScienceAndTechnology-II-基于模块化多电平换流器的STATCOM控制技术研究摘要静止同步补偿器(STATCOM)的提出为电网治理提供了一种有效手段，如今更是成为电能质量控

3、制领域的主力军。本文针对高压、大功率场合的电能质量治理问题，通过对几种多电平补偿装置进行分析、研究后，提出模块化多电平换流器(MMC)的功率拓扑结构，并对基于MMC的高压、大容量的静止同步补偿器(STATCOM)的工作机理及关键技术进行了深入分析和研究。本文的研究内容为未来高压、大容量静止同步补偿器(STATCOM)的广泛应用奠定了基础。本文进行了如下工作：首先，对MMC的功率拓扑结构、工作原理、子模块结构和运行方式进行了深入分析和研究，通过对比几种常见的适用于MMC的PWM调制方式，最后选择载波移相(

4、CPS-SPWM)技术作为本文MMC的PWM调制方式；同时，对引起子模块电容电压不平衡的原因进行了深入分析和研究，提出了基于分级法和电容电压排序法子模块电容的均压控制策略，并对两种均压控制策略进行了深入分析；针对传统排序法开关频率高的缺点，提出了一种改进的方法，即将CPS-SPWM技术与电容电压排序法结合在一起；针对MMC的环流问题，本文提出了一种新型功率拓扑结构，并对其工作机理、实现方法进行了深入分析和研究。其次，介绍了STATCOM的工作原理，提出了基于瞬时无功理论的无功电流检测法。进行了系统建模，

5、并提出了基于前馈解耦的电压、电流双闭环控制策略。同时，结合新型功率拓扑结构提出了系统总的控制策略。再次，采用MATLAB/SIMULINK仿真软件进行了系统仿真，对本文所提出的控制策略，如MMC子模块电容的电压平衡控制策略以及MMC环流抑制控制器进行了研究；同时，对基于MMC的STATCOM的补偿效果和动态性能进行了验证。仿真结果证明了本文所提出方案的正确性。最后，进行了系统硬件和软件设计，并以DSP和FPGA为核心搭建了实验平台，并在此平台上进行了实验研究，实验结果与系统的仿真结果基本一致，进一步证明

6、了本文所提出控制技术的正确性。-III-关键词STATCOM；模块化多电平换流器(MMC)；电容电压平衡控制；环流抑制-IV-StudyonControlTechnologyofSTATCOMBasedonMMCAbstractStaticsynchronouscompensator(STATCOM)providesaneffectivemethodforsolvingthepowergridmanagement,andnowitisdevelopingtothemainforceforelectric

7、ityqualitycontrolfield.Incontrastofthepowerqualitymanagementforhighvoltageandhighpowerapplications,thispaperanalyzestheadvantagesanddisadvantagesofconvertertopologiesofseveralcompensationdevicesbasedonmulti-levelcontrolstrategy.Thispaperpresentsanoveltop

8、ologybasedonthemodularmultilevelconverter(MMC),thendeepanalysesandresearchestheworkmechanismandkeytechnologybasedonhighvoltageandlargecapacitySTATCOM.Thecontentofthisresearchlaysafoundationfortheextensiveapplicationofstati