基于多电流叠加方式实现大容量statcom的仿真研究

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1、分类号：TM721.2密级：UDC：621.3编号：201221401084河北工业大学硕士学位论文基于多电流叠加方式实现大容量STATCOM的仿真研究论文作者：周旭学生类别：全日制学科门类:工学学科专业：电气工程指导教师：张福民职称：副教授ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofElectricalEngineeringSIMUULATIONRESEARCHONLARGECAPACITYMULTI-LEVELCURRENT

2、SYNTHESISSTATCOMbyZhouXuSupervisor:AssociateProf.ZhangFuminDecember2014摘要随着我国电力网络的深入发展，各研究领域对无功功率的研究日益深入。其中，静止同步无功补偿器（StaticSynchronousCompensator，STATCOM）对保证供电可靠性、提高电能质量具有十分重要的意义。而基于多电流叠加方式的STATCOM具有动态响应速度快、输出电流谐波含量低、易于并网等优点，并且适合高压大功率的输电环境，所以这一STATCOM具有重要的学

3、术价值和应用前景。本文首先介绍了STATCOM的研究背景以及电流源型变换器的发展现状。讨论了多级注入式电流源型变换器（Multi-levelCurrentReinjectionCurrentSourceConverter，MLCR-CSC）的拓扑结构和数学模型。本文针对多级变换、软开关和重注入概念，分析了MLCR-CSC理想注入波形特性，阐述了注入电流过零区间能够实现软开关的条件。利用MATLAB/Simulink仿真平台验证了MLCR-CSC在过零关断、消除谐波等工作特性。表明了MLCR-CSC能够有效降低谐

4、波含量和开关频率，提高运行可靠性，适用于高压大功率输电环境。另外，本文对多级注入式电流源型变换器的两种拓扑结构（串联型和并联型）进行了详细介绍。并且以12脉波MLCR-CSC为例，分别讨论了变换器的拓扑结构、控制逻辑关系以及电压电流波形。深入研究了基于多电流叠加方式的STATCOM工作原理和数学模型，选用基于瞬时无功功率理论的电流直接控制检测方法，建立闭环控制系统。利用MATLAB/Simulink搭建仿真模型，结果证明了MLCR-CSC能够实现四象限运行特性，验证了MLCR-CSC型STATCOM能够有效对系

5、统进行无功调节，并且具有良好的动态和稳态特性。与传统电压型STATCOM进行仿真对比分析，结果表明了该结构具有较好的运行可靠性和动态灵敏性。关键词：无功功率，静止同步无功补偿器，多级注入，电流源型变换器-I-ABSTRACTWiththedevelopmentoftheelectricitynetwork,variousresearchfieldsinreactivepowerhavebeenstudying.Amongthem,theStaticSynchronousCompensatorissignific

6、antinensuringsupplyreliabilityandimprovingpowerquality.However,STATCOMbasedonMLCR-CSChasthepropertiesofrapiddynamicresponse,lowoutputcurrentharmoniccontent,easytonetworkfusion,etc.Moreover,itissuitableforhigh-voltagepowertransmissionenvironment.Hence,buildin

7、gSTATCOMhasimportantacademicvalueandapplicationprospects.TheresearchbackgroundofSTATCOMandthedevelopmentprocessofmulti-levelcurrentsourceconvertersaredescribed.Thetopologyandmathematicalmodelsofmulti-levelcurrentreinjectioncurrentsourceconverterarediscussed.

8、Basedontheconceptofmulti-leveltransformation,softswitch,reinjection,andtheidealinjectionwaveformofMLCR-CSCisanalyzed.Also,theconditionofsoftswitchingachievementintheinjectioncurrentzerorangeisdi