發(fā)布時(shí)間：2021-03-16 11:57

  隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用電量不斷增加，導(dǎo)致電網(wǎng)的感性負(fù)載也隨之增加，從而增加了電網(wǎng)的無(wú)功需求，降低了電網(wǎng)的效率和經(jīng)濟(jì)效益，削弱了電網(wǎng)的供電能力。因此進(jìn)行安全可靠和高質(zhì)量的供電成為電力系統(tǒng)的首要問(wèn)題。 MMC不但擁有傳統(tǒng)CHB的模塊化結(jié)構(gòu)，可以有效的抑制環(huán)流，諧波含量較低，可同時(shí)完成DC-AC和AC-DC四象限運(yùn)行，便于裝配，適用于高壓大功率有功變換場(chǎng)合。對(duì)于多電平技術(shù)在STATCOM領(lǐng)域中的應(yīng)用具有非常重要的意義。本文針對(duì)模塊化多電平STATCOM系統(tǒng)給出了相應(yīng)控制策略，設(shè)計(jì)并搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)相關(guān)策略進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 首先，分析了模塊化多電平STATCOM的工作原理并給出了控制策略。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)MMC預(yù)充電方法利弊的分析，給出了一種適合模塊化多電平STATCOM的可利用交流電網(wǎng)預(yù)充電的方法。由于MMC模塊相互獨(dú)立，且主器件為非理想器件，因此直流電容電壓極易發(fā)生不平衡及脈動(dòng)現(xiàn)象。針對(duì)此問(wèn)題，本文給出了一種和載波移相調(diào)制方法相配合的電容電壓均衡控制策略，并采用基于d-q解耦變換的方法對(duì)模塊化多電平STATCOM的電流及母線總電壓進(jìn)行控制，最終實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償、母線總電壓的穩(wěn)定以及電容電壓均衡控制。 其次，本文針對(duì)該課題設(shè)計(jì)并搭建了輸出線電壓9電平，容量為2kVar的模塊化多電平STATCOM實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。平臺(tái)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)包括電容、電感參數(shù)的選取以及電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。由于系統(tǒng)涉及的模塊數(shù)較多，驅(qū)動(dòng)信號(hào)數(shù)量較大，而且瞬時(shí)功率理論中，需要對(duì)電壓電流進(jìn)行大量采樣，因此本系統(tǒng)選用基于DSP與FPGA相配合的主從式控制系統(tǒng)。在子模塊中，利用ARM對(duì)電容電壓進(jìn)行采樣和存儲(chǔ)，并利用CAN總線來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸與交換。 最后，對(duì)控制策略進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。為了驗(yàn)證控制策略的可行性，在PSCAD中搭建了9電平模塊化多電平STATCOM仿真模型，仿真波形與理論分析相一致；通過(guò)編寫DSP與FPGA的程序，對(duì)電容電壓平衡控制策略進(jìn)行了驗(yàn)證，分析了空載、阻感性負(fù)載及并網(wǎng)運(yùn)行三種工況下的電壓平衡情況，達(dá)到了比較理想的控制效果。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM761.12

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本文編號(hào)：1456508