非刚性源负载补偿三相多电平逆变器Dstatcom拓扑的设计与实现

摘要

本课题提出了一种基于混合式多电平三角变换器的无变压器配电静态同步补偿器(DSTATCOM)系统。这种混合式多电平DSTATCOM的特点是，工作在基频的高压h桥变换器和工作在5khz的低压h桥变换器的每相串联，没有任何其他直流电压控制电路。本课题提出了一种新的直流调压控制策略。通过向增量回路注入零序电流实现聚类平衡控制，通过调整高压变换器交流准方波电压的基本内容实现单独电压控制。指标术语-多电平逆变器，载波型PWM。

索引词

多电平逆变器，载波PWM。

我的介绍。

等直流电压级联h桥变换器因其固有的模块化和高质量的输出频谱而被广泛应用于静态同步补偿器(STATCOM)中。与二极管箝位变换器和飞电容变换器相比，级联式单相h桥变换器节省了大量的箝位二极管和飞电容。然而，在大功率应用中，级联h桥拓扑有望进一步提高功率效率和波形质量。传统的低失真交流电压波形是通过增加开关频率或增加级联模块数量来实现的，这给STATCOM系统带来了高功耗或高成本。幸运的是，混合多级技术在波形质量和开关损耗之间提供了很好的折衷。混合式多电平变换器的重要优点是:提高输出波形的电压等级，改善交流电流质量，降低开关频率，降低开关损耗，提高变换器效率。

在这个项目中，作者专注于使用混合多级转换器的STATCOM应用程序。三角型级联混合单相h桥拓扑结构具有模块化和简单性。

本课题针对混合式多电平变换器提出了一种新的直流电压控制策略。通过向增量回路注入零序电流来实现聚类平衡控制，通过对高压变换器准方波电压的基本内容进行微调来实现单个电压控制。与其他混合多级控制方法相比，该控制策略与STATCOM系统具有对负载变化响应速度快、不平衡负载补偿准确、直流链路无辅助电路、在线计算少、特定的不平等直流电压调节以及一定但不平等的开关频率等优点。

2需要多电平电压源逆变器使用级联逆变器与分离的直流电源

使用带有SDCSs的级联逆变器的多电平逆变器的最小电压电平数为3。为了实现三电平波形，采用了单个全桥逆变器。基本上，全桥逆变器被称为h桥电池，如图3.1所示。逆变电路由四个主开关和四个自由转动的二极管组成。

四开关组合可合成A、b两端电压的+V、-V、0三个输出电压电平。逆变运行时，S1、S4的开关同时闭合，为VAB提供一个正值，并为Io提供一条电流路径。打开开关S2和S4，为VAB提供一个负值，并为Io提供路径。根据负载电流角度的不同，电流可能流过主开关或自由转动的二极管。当所有开关关闭时，电流将流过自由转动的二极管。在零电平的情况下，合成零电平有两种可能的切换模式，例如1)S1和S2开，S3和S4关，以及2)S1和S2关，S3和S4开。一个简单的门信号，重复的零电平模式。所有零级别都是通过打开S1和S2生成的。请注意，级别1表示门打开时的状态，级别0表示门关闭时的状态。在图2.1中，S1和S2在每个周期中打开的时间比S3和S4更长，因为使用了相同的零电平开关模式。因此，S1和S2比其他两个开关消耗更多的功率，获得更高的温度。 To avoid such a problem, a different switching pattern for zero level is applied. In the first zero stage, S1 and S2 are turned on; then, in the second zero stage, S3 and S4 are turned on in stead of S1 and S2. By applying this method, turn-on time for each switch turns out to be equal. This switching pattern will be used for experimental verification in this thesis.

3建议框图

系统框图由h桥变换器STATCOM、交流输入、脉冲发电机电机负载和非线性负载组成。其中，STATCOM的功能是控制传输线的功率损耗。

四、STATCOM

它是一种推导式连接装置，主要由耦合变压器组成，在电力系统(EPS)和电压同步控制器(VSC)之间起连接作用，产生与电力系统电压波相比较的电压波，实现无功功率的交换。STATCOM的控制系统在每个时刻调整反向电压，使注入网络的电流与网络电压成正交，在这些条件下P=0和Q=0。这有助于补偿负相电流和减少电压闪烁。有功功率控制可以通过STATCOM实现(可选的直流电路储能)。这可以进一步帮助系统稳定性控制。

五、结果与模拟

六。结论

本课题分析了基于级联混合式多电平h桥变换器的直流电压控制的基本原理。在此基础上，提出了一种用于混合多电平变换器的混合调制方法。本课题所提出的控制方案的特点是能够在不增加电路的情况下将直流电压不等保持在给定的数值，并能补偿严重的不平衡负载。该控制策略充分利用了现有的开关器件，高压器件在低开关频率工作，低压器件在高开关频率工作。该控制方法与STATCOM系统配合使用，可以产生高质量的输出波形，减少开关损耗，提高整个系统的工作效率。