模块化多电平变流器在大容量STATCOM控制策略中的应用

"基于模块组合多电平变流器的STATCOM研究" 本文深入探讨了基于模块化多电平变流器（MMC）的大容量STATCOM（静止同步补偿器）的控制策略。STATCOM作为灵活交流输电系统（FACTS）的一种装置，主要用于改善电力系统的电压稳定性和动态性能。随着电力系统技术的飞速发展，大容量、高电压的STATCOM需求日益增长。 MMC是一种先进的变流器技术，它的核心特点是通过多个子模块级联来构建一个多电平的电压源，输出接近理想正弦波形，从而显著降低谐波含量。这种设计不仅简化了滤波器的设计，还减少了运行成本。MMC的模块化特性使其易于扩展和实现冗余控制，能够适应不同电压等级的系统。 文章首先介绍了M-STATCOM的拓扑结构，由上下两桥臂组成，每个桥臂包含多个子模块，每个子模块由一个电容、两个反并联二极管和IGBT（绝缘栅双极型晶体管）构成。耦合电感和等效电阻负责电流和电压的调节。M-STATCOM通过控制有功电流Id和无功电流Iq来分别控制与电网交换的有功功率和无功功率，实现有功和无功的解耦控制。 接着，作者分析了M-STATCOM的工作原理，建立了一个动态数学模型，这是进行控制策略设计的基础。为了提高补偿效果，文中提出了一种新的电容均压方法，确保各个子模块的电容电压保持平衡，这对于MMC的稳定运行至关重要。此外，采用了固定开关频率的直接电流控制策略，该策略能够精确控制电流，进一步增强了补偿性能。 仿真部分，作者利用Matlab/Simulink搭建了M-STATCOM系统模型，并进行了仿真实验。仿真结果验证了所提出的控制策略的正确性和有效性，表明M-STATCOM能有效地补偿电网的电压波动，改善系统的电能质量。 总结来说，这篇研究展示了基于MMC的STATCOM在大容量电力系统中的潜力，其控制策略优化了电容电压均衡和电流控制，有助于提升电力系统的稳定性和效率。这一领域的研究对于推动高压大功率变流器技术的发展具有重要意义。