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风电场无功补偿工况下级联H 桥STATCOM 电压平衡控制

2022-11-14郭旭滨

电力系统自动化 2022年21期

朱 瑛,饶 军,郭旭滨

(河海大学能源与电气学院,江苏省南京市 211100)

0 引言

随着新能源装机容量的不断增加和新能源技术的不断发展,对电网的电能质量提出了更高的要求。在风电场并网运行时,由于风速波动、长距离输电电缆和电网故障等因素的影响,要求在并网点能够快速、准确地注入相应的无功功率,提高系统的功率因数,维持并网点的电压水平,使风电机组不至于脱网运行[1-2]。

静 止 同 步 补 偿 器(static synchronous compensator,STATCOM)是基于电力电子元件构成主电路,外加控制电路、驱动电路和检测电路组成的一种无功补偿装置[3]。由于电力电子器件耐压能力的限制,传统的STATCOM 在高电压、大功率的使用场景下通常需要通过变压器与系统相连接[4-5],而过多变压器的加入会对系统的稳定性造成影响,同时也不利于系统的经济运行。 级联H 桥STATCOM 基于多电平和H 桥串联结构[6],可以在无变压器的条件下对高电压大功率的系统直接进行无功功率补偿,提高系统的稳定性和经济性。

相间直流侧电压平衡是级联H 桥STATCOM控制中需要解决的重要问题,现有的研究大多采用三层电压控制来平衡直流侧电压,即总体电压控制、相间电压控制和相内电压控制[7]。在电网电压不平衡时,由于正序和负序分量的产生,有功功率的不均衡流动会导致三相电压的不平衡[8],影响无功补偿能力,甚至损坏电容器。文献[9-10]采用注入负序电流的方法来平衡直流侧电压,可以有效地将有功功率在三相中重新分配,但是不可避免地会向系统注入负序电流,影响系统的电能质量。……

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