PDF《三相电压不平衡下级联 STATCOM 的控制方法》

1 三相电压不平衡下的级联 S T A T C OM 特 性分析 级联 S T AT C OM 的安全运行受到两个因素的 制约: 一是其直流侧电容电压;

二是其输出电流.直 流侧电容电压幅值UC 在装置运行时有严格的上限 UCm a x和下限UCm i n, 装置安全运行必须满足: UC m i n<

UC<

UCm a x (

1 ) 输出电流幅值在装置安全运行时也有严格的上 限Im a x, 为防止装置过流, 必须满足: I<

Im a x (

2 ) 所以在不平衡系统下,为了保证级联―501―第38卷第18期2014年9月25日Vol.38No.18Sept.25,

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1 4 S T AT C OM 正常运行必须满足上述两个因素.由 对称分量法原理可知, 任何一个不平衡系统都可以 将其分成正序、 负序和零序3个平衡分量来进行分 析.对于三相三线制系统, 其零序分量为0, 故有: vs a b vs b c vs c a é ? ê ê ê ê ù ? ú ú ú ú = Vs +s i n ( ω t+ α) Vs +s i nω t+ α-

2 3 π ? è ? ? ? ÷ Vs +s i nω t+ α+

2 3 π ? è ? ? ? ÷ é ? ê ê ê ê ê ê ù ? ú ú ú ú ú ú + Vs -s i n ( ω t+ β) Vs -s i nω t+ α+

2 3 π ? è ? ? ? ÷ Vs -s i nω t+ α-

2 3 π ? è ? ? ? ÷ é ? ê ê ê ê ê ê ù ? ú ú ú ú ú ú (

3 ) 式中: vs a b, vs b c, vs c a为系统三相线电压;

Vs + 为系统电 压正序分量的幅值;

Vs - 为系统电压负序分量的幅 值;

α 和β 分别为系统电压正序和负序分量的相位;

ω 为角频率. 级联S T AT C OM 只输出正序分量vo u t + 时的示 意图 见图1. 可见, 当电网电压不平衡时, 级联STAT C OM 对系统电压的负序分量vs - 相当于短 路, 只有装置和系统之间的连 接阻抗起限流作用. 因此, 较小的系统负序电压将在级联STAT C OM 中产生较大的负序电流, 使其极容易不满足式( 2) , 造成级联S T AT C OM 过流而退出运行. 图1 级联S T A T C OM 只输出正序分量示意图 F i g .

1 D i a g r a mo f c a s c a d eS T A T C OMo n l y o u t p u t sp o s i t i v e s e q u e n c ec o m p o n e n t 同时, 当负序电流流过级联 S T AT C OM 时, 如 果不加任何措施, 其直流侧电容电压将产生二倍工 频的波动, UC 由直流分量和二倍频交流电压叠加而 成, 即UC= Ud c+ U2 m s i n (

2 ω t+ φ) (

4 ) 式中: φ 为电网电压初相位. 这样的波动使得其直流侧电容电压极容易不满 足式(

1 ) 而无法安全运行. 级联 S T AT C OM 同时输出正序与负序分量时 的示意图如图2所示.通过控制级联 S T AT C OM 输出的负序电压vo u t - 的大小来抵消接入点电压负 序分量vs - , 使接入点电压负序分量为0, 起到稳定 接入点电压的能力, 从而 保证级联STAT C OM 在 系统三相电压不平衡下的安全运行. 图2 级联S T ........