基于模块化级联多电平变换器的STATCOM研究.pdf

第47卷第3期电力电子技术V01．47．No．3
2013年3月PowerElectronicsMarch2013

基于模块化级联多电平变换器的STATCOM研究

郭力峰，伍小杰，乔树通，朱方田
(1．中国矿业大学，信息与电气工程学院，江苏徐州221008；
2．上海交通大学，电力传输与功率变换控制教育部重点实验室，上海200030)

摘要：研究了基于模块化级联多电平变换器(MMCC)的静止同步补偿器(STATCOM)，对其主电路拓扑、工作原
理、调制技术和控制策略进行了研究。采用功率解耦控制算法对交流侧无功功率补偿进行控制，并根据功率守
恒原理，分析了直流侧电压不平衡因素，引入了分布式直流侧电压控制算法。直流侧控制算法分为上、下层控
制部分。其中上层控制部分对所有模块直流侧电压的平均值平衡进行控制，下层控制部分则对各个子模块单
元的直流侧电压进行控制。最后，在一台以VME控制箱为核心控制器的3级MMCC系统上对控制策略进行了
验证，实验结果表明了算法的可行性。
关键词：静止同步补偿器：级联多电平：分布式控制系统
中图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)03—0103—03

ResearchontheMMCC．basedSTATC0M
GUOLi-feng，WUXiao-jie，QIAOShu-tong2，ZHUFang—tian
(1．ChinaUniverisityMining&Technology，Xuzhou221008，China)
Abstract：Themaincircuittopology，principle，modul~ionmethodandthecontrolstrategyofthestaticsynchronous
compensator(STATCOM)basedonmodularmultilevelcascadedconverter(MMCC)arestudied．Powerdecouplingcon-
trolalgorithmisintroducedtocontrolthereactivepowercompensationofACside．Accordingtotheprincipleofpower

conservation，theunbalancefactoroftheDCsideisanalyzed．ThenthedistibutedDC—voltagecontrolalgorithmispro-

posedwhichisdividedintoupperandlowercontrolsections．TheaveragebalanceofallmodulesDCvoltageiscon-

trolledbytheuppercontrolsectionwhiletheDCvoltageofeachmoduleunitiscontrolledbythelowersection．Final—

ly，thevalidityofthesealgorithmsareverifiedbytheexperimentalresultswhichimplementona3-cascadesystem

controlledbyVMEcontrolsystem．

Keywords：staticsynchronouscompensator；cascadedmultilevel；distributedcontrolsystem
FoundationProject：SupportedbyDoctoralProgramofHigherSpecializedResearchFund(NewTeachersClass)(No．
20110073120034)；NationalHighTechnologyResearchandDevelopmentProgram(863Program)(No．2011AA050403)

引言内外专家研究的焦点，并逐步应用到高压输电网
中[1-3]。此处首先研究了基于MMCC的STATCOM
近年来，随着电力电子技术和微控制器技术
的主电路结构、工作原理和载波移相PWM技术
的发展，柔性交流输电技术(FACTS)成为了电网
(CPS．SPWM)；其次，在功率解耦控制算法的基础
降低能耗和提高电能质量的重要技术手段基于
上，应用功率守恒原理引入了分布式直流侧电压
MMCC的STATCOM作为FACTS的核心设备，以
控制算法。最终在一台以VME机箱控制的3级
全控电力电子器件(IGBT)构成的电压源逆变器为
MMCC系统上对控制策略进行了验证
核心，采用级联多电平和PWM技术．具有输出谐
波电流小，占地面积少，响应时间短，无功补偿范2STAT