多电平变换器补偿不平衡负载的应用分析

为了准确分析级联H桥星型接法变换器、级联H桥角型接法变换器和模块化多电平变换器在电网故障情况补偿不平衡负载的能力,根据功率平衡原理分别建立了这三种多电平变换器的数学模型进行对比分析,并得出结论:基于级联H桥星型接法的STATCOM不适合补偿不平衡负载。基于级联H桥角型接法变换器的STATCOM在电网电压正常时能很好地补偿不平衡负载,但是当电网电压发生故障时补偿不平衡负载的性能迅速降低。基于模块化多电平变换器的STATCOM无论是在电网电压正常还是故障不对称的情况下都能很好地补偿无功电流和负序电流。最后,基于Matlab/Simulink仿真结果表明了理论分析的正确性和有效性。

一种星接H桥级联型SVG直流侧电压均衡控制方法研究

对星接H桥级联型静止无功发生器(SVG)直流侧电压均衡控制进行了深入研究,建立了三层直流侧电压均衡控制系统。第一层为总直流侧电压控制,通过产生基波正序有功电流维持三相所有H桥模块直流侧电压之和恒定。第二层为三相之间均衡控制,通过在变流器指令电压中注入零序电压实现三相功率的再分配,从而实现三相均衡;在该方法中,通过对H桥级联型SVG的输出电压和输出电流产生的功率进行前馈,以达到快速地动态调节。第三层为每相内部各模块均衡控制,通过沿电流方向微调每相各模块指令电压,使各H桥模块吸收的功率重新分配,进而保证相内所有H桥模块直流侧电压值等于给定值。最后通过实验验证了该控制方法的正确性和可靠性。

基于负序电流前馈的星型链式STATCOM链间均压策略

针对星型链式静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)在电网电压不平衡故障下链间直流母线电压不均衡的问题,首先对负序电流注入法的链间均压机理进行了理论分析,然后推导了负序dq轴电流与换流链有功功率的关系,求解了负序dq轴电流的稳态表达式;提出了一种新的基于负序电流前馈加闭环的链间均压控制策略。仿真分析与工业样机实验结果表明,所提出的链间均压策略达到了电网不平衡故障下换流链间直流母线电压平衡的目的,并且具有实现简单,响应速度快,直流母线电压动态波动小和电流冲击小的特点。

星接串联H桥多电平静止无功发生器不平衡补偿分析

在电网电压不平衡和补偿电流不平衡的情况下,需要采取合适的控制策略以保证星接串联H桥多电平静止无功发生器（static var generator,SVG）的各相H桥模块直流侧电压恒定。常用的方法是在星接串联H桥多电平SVG中叠加零序电压。该文综合考虑并网电压不平衡和补偿电流不平衡的情况,研究了星接串联H桥多电平SVG正常运行的条件。详细分析了并网电压不平衡度、补偿电流不平衡度与装置额定电压之间的定量关系,推导出在电网电压一定的情况下,装置的负序电流补偿能力;同时,讨论了在补偿电流一定的情况下,电网电压变化对装置输出的影响。通过仿真和实验验证了相关理论分析的正确性。这些量化分析对星接串联H桥多电平SVG的应用和选型具有指导意义。

星形链式STATCOM的冗余容错控制算法

传统冗余容错控制方法在改变故障相位时,会引起非故障相变化并带来额外的干扰。为了减少故障保护对非故障相的影响,提高多电平级联STATCOM的可靠性,本文提出了一种优化的冗余容错控制算法。首先根据星形链式STATCOM的方程,研究了冗余容错与中性点偏移的定量关系并分析中性点偏移的影响;然后基于负序电流的闭环控制方法,提出了星形链式STATCOM的优化冗余容错控制算法;最后以仿真和实验验证,对比了传统算法和所提优化算法。实验结果表明,该优化算法改善了冗余容错过程中的暂态性能,将故障暂态电流的不平衡度降低2.4%,而稳态不平衡度仅增加1%;非故障模块电压波动下降13%。所提方法有效提高了STATCOM的可靠性,且在对于可靠性要求较高的高压大功率工业领域更为适用。