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基于模块组合多电平变换器(MMC)的STATCOM控制策略研究
摘要
随着电力系统的不断发展，系统中各种电力负载不断增加，使得电网运行变得越来越复杂。同时，也引起了电网频率、电压等方面的问题。因此，随着电网自身容量不断提高，以及有关技术的不断改进和完善，采用柔性交流输电(FACTS)技术来提高电力系统稳定性和可靠性的需求也日益增加。而静态同步补偿器(STATCOM)作为FACTS中的重要组成部分，发挥着不可忽视的作用。本文主要研究基于模块组合多电平变换器(MMC)技术构建的STATCOM控制策略，针对现有的一些问题进行了深入的研究和探讨，给出了更加合理和科学的控制策略。
关键词：模块组合多电平变换器；静态同步补偿器；控制策略；电力系统
一、引言
随着人们对电力质量要求的不断提高，电力系统的可靠性和安全性也日益增加。同时，电力负载的不断增加也越来越使得电网的运行变得越来越复杂。对于电力系统而言，任何不稳定性和失控性都会对电力系统造成极大的威胁，甚至会引起严重的电力故障，影响电力系统的正常运行。为了保证电力系统的稳定性，提高电力系统的可靠性和安全性，电力系统领域在近年来提出了柔性交流输电(FACTS)的理念。
FACTS技术是一种利用现代电力电子技术来实现对电力系统电容、电感、电阻等电器参数进行调节和控制的新型电力系统技术。静态同步补偿器(STATCOM)是FACTS中的一种重要设备，其作用在于提高电力系统静态性能、改善电力质量、减少电力故障等方面。近年来，基于模块组合多电平变换器(MMC)技术的STATCOM已经成为了研究的热点，该技术具有很好的稳态和动态响应能力。
本文首先介绍了MMC技术的原理和特点，然后对基于MMC技术构建的STATCOM控制策略进行研究和探讨，并给出了相应的分析和结论。
二、基于MMC技术的STATCOM控制策略
A.MMC技术的原理和特点
MMC技术是一种基于独立的模块组合的多电平变换器技术。该技术主要应用于高压、大容量交流输电系统中。MMC技术具有很好的稳态性能和动态响应能力，同时还具有很好的容错性和调节能力。因此，在实际应用中，MMC技术可用于实现静态同步补偿器(STATCOM)、无功补偿器等各种电力系统设备。
MDB直流电压控制系统、负载平衡器和分合闸动态稳定性控制器是MMC技术的三个核心控制算法。其中，MDB直流电压控制系统主要实现MMC系统的直流电压平衡控制；负载平衡器主要是在MMC系统中对各个模块进行控制，使其负荷平衡；分合闸动态稳定性控制器则是在MMC系统动态过程中进行控制，以保证电力系统的稳定性。
总体来说，MMC技术具有以下特点：
1.MMC技术采用模块化设计，具有较好的容错能力。
2.MMC技术通过独立的模块组合实现了多电平变换器。
3.MMC技术能够实现对电网电压、电流等参数的高精度控制，同时还具有很好的稳态和动态响应能力。
B.基于MMC技术的STATCOM控制策略研究
基于MMC技术的STATCOM技术主要包括两个方面:MMC整流器和MMC逆变器。MMC整流器主要是将交流电能转化为直流电能；MMC逆变器则是将直流电能转化为交流电能，进而实现对电网电压的控制。
MMC整流器控制策略主要分为MDB直流电压控制和直流电流控制两种。MDB直流电压控制对于保证MMC直流电压的平衡具有很好的效果，通过调节模块之间的电荷，实现MMC直流电压的平衡。直流电流控制主要用于保证MMC直流电流的平衡，通过控制各个模块的电容电压差来实现。
MMC逆变器控制策略主要包括PWM调制和电压控制两种方式。PWM调制控制方法主要是将直流电压转化为交流电压，并通过调节PWM的占空比来实现对电网电压的调节。电压控制方法主要通过对MMC逆变器输出电流和电压进行控制来实现对电网电压的调节。
C.控制策略的分析和结论
MMC技术具有很好的稳态和动态响应能力，同时还具有很好的容错性和调节能力。因此，基于MMC技术构建的STATCOM控制策略可以很好地实现对电网电压、电流等参数的控制。具体而言，MMC技术在实现STATCOM方面，能够更好地应对电网中电力负载等对电力系统的影响，进而保证电力系统的稳定性和可靠性。
总之，统合分析MMC技术作为FACTS中重要的组成部分，在实现静态同步补偿器(STATCOM)方面具有相当好的技术优势。因此，基于MMC技术构建的STATCOM控制策略可以进一步完善电力系统的稳定性和可靠性。