6kV大功率静止同步补偿器设计与CPS-SPWM调制研究

"本文介绍了针对煤矿地面6kV变电站的大功率静止同步补偿器(STATCOM)的设计，探讨了其主电路结构、调制方式以及控制系统。STATCOM用于补偿感性负载引起的无功功率，提升供电质量。文章提出了采用级联H桥结构的STATCOM，该结构无需耦合变压器，通过电抗器直接并联到电网，降低了损耗，提高了可靠性。此外，文章还介绍了CPS-SPWM调制技术，该技术可以在保持良好输出电压波形的同时，降低开关频率，减少对电网的谐波污染。控制系统设计包括正序检波器的p-q补偿电流检测法和前馈解耦控制策略，确保了对无功功率的快速准确补偿。通过建立仿真模型，验证了设计方案的正确性和可行性。" 静止同步补偿器(STATCOM)是一种先进的电力系统动态无功补偿装置，它能实时调节电网的无功功率，改善电能质量，尤其适用于大型感性负载设备集中的煤矿环境。在本文中，作者提出了一种适用于6kV变电站的STATCOM设计方案，该设计的关键在于级联H桥结构。这种结构由多个独立的H桥单元组成，每个单元都包含一个两电平全桥逆变电路，通过直流电容提供电源。级联H桥结构可以实现容量扩展和电压波形优化，同时避免了传统耦合变压器，降低了损耗和成本。 调制方式采用了CPS-SPWM（连续相位移正弦脉宽调制），这种调制技术在大功率变流器中特别适用，因为它能在保持较低开关频率的同时，提供高质量的输出电压波形，有效减小谐波影响。CPS-SPWM分为双极性和单极性两种，本文中可能并未详细区分，但其主要目的是优化功率转换效率和减少电磁干扰。 控制系统的部分，设计了基于正序检波器的p-q理论的补偿电流检测方法，配合前馈解耦控制策略，能够快速响应无功功率的变化，实现精确补偿。这种方法提高了系统的动态响应速度，确保了补偿的准确性。 通过建立仿真模型，文章验证了上述设计方案的正确性和实际应用的可行性，为煤矿地面变电站提供了高效、可靠的无功功率补偿解决方案，有助于提升整个电网的运行效率和稳定性。