链式STATCOM并网LCL滤波器参数的优化设计.pdf

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1、第41卷第22期电力系统保护与控制VO1．41NO．222013年11月16日PowerSystemProtectionandControlNOV．16．2013链式STATCOM并网LCL滤波器参数的优化设计史丽萍，曹雪祥，赵万云，李震，戴广剑(中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州22i008)摘要：分析了级联H桥变流器拓-~I'TSTATCOM的LCL滤波数学模型，研究LCL滤波参数对STATCOM系统的稳定性、滤波特性、补偿效果和阻尼损耗的影响，提出一种链式STATCOM输出LCL滤波器电感比线性优化的新方法。在降低系统阻尼损耗的同时，对LCL参数进行优化设计和选择，

2、使得STATCOM系统输出特性满足设计要求。最后，通过搭建电压10kV、容量6Mvar链式STATCOM的试验样机，验证了该方法的可行性和优越性。关键词：级联H桥；STATCOM；LCL；电感比线性优化；10kV；6MvarLCLfilterparametersoptimaldesignbasedoncascadedSTATCOMSHILi—ping，CAOXue-xiang，ZHAOWan-yun，LIZhen，DAIGuang-jian(SchoolofInformationandElectricalEngineering，ChinaUniversityofMiningan

3、dTechnology,Xuzhou221008，China)Abstract：ThispaperanalyzestheLCLfiltermathematicalmodelofSTATCOMunderthetopologyofcascadedH-bridgeinverter．TheimpactsofLCLfilterparametersonthestabilityofSTATCOM，filtercharacteristics，compensationeffectandpowerlossesofdampingresistorarestudied．Anewmethodoflinea

4、roptimizmionaboutinductionratioisproposed．Whilereducingpowerlossesofdampingresistor,LCLparametersarepreciselydesignedtomakeSTATCOMsystemoutputcharacteristicsmeetthedesignrequirements．Finally,throughbuildingcascadedSTATCOM(10kV,6MVar)experimentalprototype，thefeasibilityandadvantageofthismetho

5、dareconfirmed．Keywords：cascadedH-bridge；STATCOM；LCL；inductionratiolinearoptimiz~ion；10kV；6Mvar中图分类号：TM761文献标识码：A文章编号：1674—3415(2013)22—0025—07尼”策略、“超前一滞后”网络和“虚拟电阻”法等。0引言这些方法以增加控制的复杂性为代价，反馈量较多，静止无功补偿器(StaticVarCompensator，对于级联H桥变流器的STATCOM来说，降低了系STATCOM)作为新一代无功补偿器，与传统的无统的稳定性与可靠性。功补偿装置相比，具有调节速

6、度快，运行范围广和本文将单极倍频载波相移调制技术应用于易于模块化等优点。大容量链式STATCOM，通常STATCOM中，采用LCL滤波器电容串联电阻来提采用级联H桥变流器作为主拓扑单元，摒弃传统的高系统的响应速度和滤波特性，对LCL滤波参数电多重化变压器，具有占地面积小、成本低和效率高感比进行线性优化设计，提出一种新的研究方法，等优点，代表着无功补偿技术的最新发展方向【l】。有效地精确地选择电感比的取值范围，降低LCL滤目前，国内LCL滤波器结构的研究主要是基于波器阻尼电阻损耗，在STATCOM各输出特性满足APF、三相整流逆变结构的参数选择。一些文献研设计要求下，给出LCL参

7、数的优化选择。究了STATCOM并网LCL滤波器参数的选择，这些1链式STATCOM的拓扑结构及LCL滤波数学文献大部分是基于D—STATCOM。对LCL滤波器的模型分析控制策略主要集中在对系统稳定性、抑制谐波能力的控制，文献[4．6]提出了一些策略，如“有源阻图l所示链式STATCOM的LCL并网拓扑结构，由H桥模块构成的大功率级联多电平变流器经LCL基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金(20110095滤波装置和三相电网相连。由图1可知，LCL滤波器110014)主要由网侧电感g、变