基于载波移相技术的静止无功发生器的研究.pdf

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1、研究与开发基于载波移相技术的静止无功发生器的研究王彩娟韩如成智泽英(太原科技大学，太原030024)摘要为了扩大静止无功发生器的补偿容量和减少交流侧的输出谐波，本文采用了级联多电平的主电路结构，并使用了载波移相技术的方法对其进行调制；最后在Matlab上搭建了基于载波移相技术的静止无功发生器的仿真，仿真结果表明采用载波移相调制方法谐波输出含量少，整个系统也能很好的补偿系统的无功电流。关键词：级联多电平；载波移相；电流间接控制；静止无功发生器ResearchofSTATCOMBasedonCarrierPhaseShiftTechniq

2、ueWangCaUuanHanRuchengZhiZeying(TaiyuanUniversityofScienceandTechnologytaiyuan030024)AbstractInordertoexpandtheSTATCOMcompensationcapacityandreducingtheACsideoutputharmonicwave，thispaperemploysacascadedmultilevelstructureofthemaincircuit，andtheuseofcarrierphaseshtechniq

3、ueapproachtoitsmodulation；finallyitwasbuiltbasedoncarrierphaseshifttechniqueofSTATCOMsimulationinMatlab，thesimulationresultsshowthattheuseofcarrierphasemodulationmethodforharmonicoutputcontentislittle，thewholesystemcanbeverygoodforthereactivecurrentcompensationsystem．Ke

4、ywords：cascadedmultilevel；carrierphaseshift；currentindirectcontrol；STATC0M随着国民经济的发展，大量的冲击性负载应用同的电平数时，使用的钳位器件最少，并且易于封于工业和生活当中。这些冲击性的负载接入电网中，装，实现模块化。因此，在中高压的STATCOM的使得谐波增加，并且这些负载大多数是感性负载，主电路的研究中，采用级联式的多电平逆变器为主需要消耗无功功率，使电网产生压降，严重时还可电路的拓扑结构。以导致电网瘫痪。因此，必须实时补充无功功率。对于级联多电平逆变器采

5、用合适的调制方法是在现阶段，由于静止无功发生器(STATCOM)具有保证逆变器逆变成功的关键，载波移相方法的原理响应速度快，调节范围广，可以通过多重化和多电图如图1所示。对于一个电平的变换器，每相采平技术来扩大容量和减少谐波而被广泛应用。采用用一1个具有相同频率和相同峰．峰值。的三角多重化的技术需要变压器的接入，这使得系统的造载波与一个频率为厂m幅值为的正弦波比较；，z一1价比较高、占地面积比较大，而采用多电平技术可个三角波对称分布于零参考的正负两侧，而且三角以克服以上缺点。波之间依次相移360。／(n一1)。在正弦波与三角波相交的时

6、刻，如果调制波的幅值大于某个三角波的幅1主电路的拓扑结构及调制方法值，则开通相应的开关器件；反之，如果调制波小目前见到的多电平逆变器，根据主电路的结构于某个三角波的幅值则关断相应的开关器件。由于来分，主要分为三类基本的拓扑结构：二极管钳位相邻三角载波之间有一个相移，这一相使得所产生型逆变器、电容钳位型逆变器和级联型逆变器J。的SPWM脉冲在相位上错开，从而使得叠加输出的级联型逆变器相对于前两种逆变器来说，当实现相SPWM波形等效开关频率提高到原来的一1倍，这2013~6电

7、

8、l技术【19研究与开发就使得载波移相技术应用于特大功率场合成

9、为可STATCOM的控制方法分为电流的间接控制和能，而且在提高装置容量的同时，有效地减小输出直接控制，电流的直接控制响应速度快，控制精度谐波，提高了整个装置的信号传输带宽，此外，该高，适用与小容量的系统。而电流的间接控制适用技术还具备线性度好，控制性能优越等一系列优点，于大中容量系统，电流间接控制的原理框图如图4这就为载波移相技术在STATCOM中的应用奠定了所示。理论基础【引。在Matlab上搭建了基于载波移相技术的STATCOM的仿真图，控制方法采用电流的间接控制方法，仿真参数如下：电网电压6kV，STATCOM的容量±9MVA，

10、直流侧电容5000~F，直流侧电源1000V，连接电感3mH，连接电阻0．15Q，接肛负载，=10Q，L=0．8H。图1载波移相原理图2控制方案及仿真分析在考虑级联变流器损耗时，基于级联多电平逆变器的STATCOM的等效