基于VME總線的MMC-STATCOM控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著電力市場的不斷發(fā)展,用戶對供電質量和可靠性的要求越來越嚴格。因此,需要相應的裝置來確保電網的可靠性,提高電能質量。靜止同步補償器(STATCOM)作為柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)中的重要無功補償裝置,具有優(yōu)越的控制性能和良好的補償效果。多電平拓撲結構使STATCOM裝置能應用在高壓大功率電力系統(tǒng)中。目前,級聯型多電平拓撲結構因其體積小、易于模塊化實現、可靠性高等突出優(yōu)點,成為了研究的熱點。本文以級聯型多電平拓撲結構的MMC-STA

2、TCOM為研究對象,主要進行了以下幾個方面的研究工作。
　　首先從無功補償的基礎理論出發(fā),對傳統(tǒng)無功補償裝置、基于電力電子逆變技術和多電平技術的新型無功補償裝置進行了概述,詳細分析研究了級聯型多電平拓撲結構的MMC-STATCOM。其次,在對STATCOM裝置的運行模式和無功補償原理進行了分析的基礎上,建立了MMC單元、abc靜止坐標系和d-q旋轉坐標系下的數學模型,并結合瞬時功率理論分析了調節(jié)系統(tǒng)有功、無功功率的方法。
　

3、　對 MMC-STATCOM交流側控制技術和直流側電容電壓平衡控制技術進行了分析研究,選用了狀態(tài)解耦反饋控制作為交流側控制技術,直流側電容電壓平衡控制則采用了基于有功電壓矢量疊加的控制技術,并結合了分層控制思想。在單極倍頻自然采樣SPWM特點的基礎上推導出單極倍頻CPS-SPWM調制策略,并對其相關特點進行了分析總結。
　　在MATLAB/Simulink軟件中建立了MMC-STATCOM無功補償系統(tǒng)的仿真模型,仿真分析了控制系統(tǒng)

4、的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能。通過電流電壓的波形狀況和相關的FFT諧波分析,驗證了狀態(tài)反饋解耦控制的穩(wěn)態(tài)性能良好;通過改變無功電流指令和負載側無功,證明了該系統(tǒng)的動態(tài)性能良好;同時,驗證了單極倍頻CPS-SPWM調制策略的相關特點。
　　在數學模型和仿真分析的基礎上,搭建了一套基于VME總線的MMC-STATCOM無功補償實驗系統(tǒng)。對實驗系統(tǒng)主電路的各器件進行了參數設計和選型;完成了基于VME總線的控制系統(tǒng)硬件設計和軟件開發(fā)。在該實驗系統(tǒng)上進