基于MMC拓撲STATCOM綜合控制策略研究

趙海偉， 秦海鴻， 馬策宇， 朱梓悅

(南京航空航天大學 自動化學院電氣工程系，江蘇　南京　210016)

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基于MMC拓撲STATCOM綜合控制策略研究

趙海偉， 秦海鴻， 馬策宇， 朱梓悅

(南京航空航天大學 自動化學院電氣工程系，江蘇南京210016)

針對基于模塊化多電平變換器(Modular Multilever Converter, 簡稱MMC)的靜止同步補償器(Static Synchronous Compensator, 簡稱STATCOM)提出了一種綜合控制策略。根據MMC-STATCOM在不同工作狀態下的性能要求以及最近電平逼近調制(Nearest Level Modulation, 簡稱NLM)和載波移相SPWM(Carrier Phase Shifted SPWM, 簡稱CPS-SPWM)兩種控制策略的不同特點，在不同工作階段分別選擇合適的控制策略。基于瞬時無功功率理論，通過在d軸和q軸上分別疊加有功分量和無功分量的方法，在恒頻啟動階段采用最近電平逼近調制并在電壓外環采用斜坡控制，實現子模塊電容電壓快速穩定上升，在穩態階段采用載波移相SPWM的分級控制，實現穩態時系統具有較好的輸出性能。最后，綜合控制策略進行了實驗驗證。

MMC-STATCOM; 最近電平逼近調制; 載波移相SPWM; 預充電; 綜合控制策略

0　引　言

模塊化多電平變換器(MMC)作為一種具有應用前景的拓撲結構，目前廣泛應用于新能源系統、柔性交流輸電系統(FACTS)和柔性直流輸電系統(HVDC)等高壓大功率場合[1]。MMC拓撲結構具有高度模塊化的特點，通過增加子模塊的數量，便可實現主電路電壓、功率等級的擴展[2]。將MMC拓撲應用于靜止同步補償器(STATCOM)中，高度模塊化的特性使其易于實現高壓大功率，是一種具有應用前景的補償裝置。2009年底，世界上首個采用MMC技術的STATCOM裝置在英格蘭塔奈特島風力發電站投入運行，其輸出無功功率為±35 Mvar[3]。……