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基于模块化多电平逆变器的STATCOM环流抑制策略研究

2018-06-28冯飞勇邹海荣

机电信息 2018年18期

冯飞勇 邹海荣

(上海电机学院电气学院,上海201306)

0 引言

MMC以其具有模块化结构,易于规模化生产,易于实现容错控制,采用低压功率器件即可实现高压大功率的输出等优点日益成为中高压领域的研究热点。MMC-STATCOM作为新型的动态无功补偿装置便是其中重点的研究方向之一。

与传统的STATCOM不同,由于级联众多的子模块,而且储能电容分布在不同的子模块中,电压波动比较大,MMCSTATCOM在稳态运行时各相桥臂间的电压不完全一致,进而导致相间环流的产生。PI控制有简单易控的特点,这使其被广泛运用于环流控制当中。文献[2]提出了一种基于PI控制器的MMC环流抑制策略,但是PI控制难以实现对交流信号的无静差跟踪。文献[3]提出了一种将重复控制器加PI控制的嵌入式结构应用于环流抑制的控制方法,可以实现对各次谐波的有效抑制,但是该方法比较复杂,增加了设计难度。针对PI控制所存在的不足,本文提出基于准比例谐振控制(准PR)的环流抑制方法,结合载波移相调制策略,在MATLAB/Simulink平台进行仿真和实验,验证了这种方法的有效性。

1 MMC-STATCOM的环流产生机理

当MMC-STATCOM正常运行状态时,电路中的各相环流会在桥臂的电感和等效电阻上产生电压降,然而此电压要远远小于桥臂中的电容电压。所以可先假设相间环流ijcir为零,此时A相的上、下臂输出的瞬时功率为:

对相单元桥臂瞬时功率积分可得相单元桥臂中储存的能量:

式(2)中减去相单元在t0时刻的直流分量可求得相单元储存能……

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