1、隨著電力市場的不斷發(fā)展,用戶對供電質(zhì)量和可靠性的要求越來越嚴(yán)格。因此,需要相應(yīng)的裝置來確保電網(wǎng)的可靠性,提高電能質(zhì)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)使STATCOM裝置能應(yīng)用在高壓大功率電力系統(tǒng)中。目前,級聯(lián)型多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)因其體積小、易于模塊化實現(xiàn)、可靠性高等突出優(yōu)點,成為了研究的熱點。本文以級聯(lián)型多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的MMC-STA

2、TCOM為研究對象,主要進(jìn)行了以下幾個方面的研究工作。
　　首先從無功補償?shù)幕A(chǔ)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(shù)和多電平技術(shù)的新型無功補償裝置進(jìn)行了概述,詳細(xì)分析研究了級聯(lián)型多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的MMC-STATCOM。其次,在對STATCOM裝置的運行模式和無功補償原理進(jìn)行了分析的基礎(chǔ)上,建立了MMC單元、abc靜止坐標(biāo)系和d-q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,并結(jié)合瞬時功率理論分析了調(diào)節(jié)系統(tǒng)有功、無功功率的方法。
　

3、　對 MMC-STATCOM交流側(cè)控制技術(shù)和直流側(cè)電容電壓平衡控制技術(shù)進(jìn)行了分析研究,選用了狀態(tài)解耦反饋控制作為交流側(cè)控制技術(shù),直流側(cè)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(shù),并結(jié)合了分層控制思想。在單極倍頻自然采樣SPWM特點的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出單極倍頻CPS-SPWM調(diào)制策略,并對其相關(guān)特點進(jìn)行了分析總結(jié)。
　　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(guān)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(fù)載側(cè)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(diào)制策略的相關(guān)特點。
　　在數(shù)學(xué)模型和仿真分析的基礎(chǔ)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(jìn)行了參數(shù)設(shè)計和選型;完成了基于VME總線的控制系統(tǒng)硬件設(shè)計和軟件開發(fā)。在該實驗系統(tǒng)上進(jìn)