【摘 要】
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电力电子技术的迅速发展,一方面使得电能的变换和应用变得更为简单方便,另一方面又给公共电网带来了诸多严重问题,比如谐波污染、无功问题、电网电压波动等,造成了电能质量的
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电力电子技术的迅速发展,一方面使得电能的变换和应用变得更为简单方便,另一方面又给公共电网带来了诸多严重问题,比如谐波污染、无功问题、电网电压波动等,造成了电能质量的下降,影响电网运行的稳定性、经济性及安全性。级联型有源无功发生器(STATCOM)是一种对高压电网中无功进行补偿的先进的电力电子设备,相比于其他无功补偿装置,有其独特的优势。但是级联型STATCOM中也存在较多问题,如补偿电流控制跟踪、H桥单元直流侧电容电压平衡控制问题等。本文以电网安全、改善电网电能质量为研究目的,以当今电网无功补偿最先进的装置即静止无功发生器(STATCOM)为研究对象,介绍了级联型STATCOM的电路拓扑结构及工作原理,建立了STATCOM在d-q同步旋转坐标系中的微分方程模型,并在此基础上设计了电流内环的d-q轴解耦控制策略和电压外环控制策略。着重分析了直流侧电容电压不平衡原因,设计了直流侧电容三层均压控制策略,并在MATLAB/Simulink软件平台中搭建系统仿真模型进行仿真验证。最后通过所搭建的级联五电平逆变器的STATCOM的实验样机平台,验证了本文所提出的控制策略的有效性和可行性。实验结果表明本文所设计控制策略下的STATCOM能有效的维持电网电压基本不变,改善了电网电能质量,从而有效的保证了电网安全。
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