链式静止同步补偿器直流电容电压平衡控制方法

唐琪

摘 要：直流侧电容电压平衡是链式静止同步补偿器（static synchronous compensator，简称STATCOM）能够正常运行的前提，针对链式STATCOM直流侧电容电压不平衡问题，建立了链式STATCOM数学模型，通过解耦实现有功和无功的分离，结合软件控制与硬件控制的优点，在分层构架的基础上，提出一种电容均衡能量的方法实现直流侧电容电压平衡，上层通过解耦控制实现链式STATCOM整体有功、无功控制，下层通过电容作为中间单元来控制直流侧电容电压大小。仿真结果表明，該控制方法可以有效地解决链式STATCOM直流侧电压不平衡问题，具有较高的工程实用价值。

关键词：链式STATCOM；直流电压平衡；分层控制；电容均衡能量

1 前言

链式结构静止同步补偿器（static synchronous compensator，简称STATCOM）具有无需多重化接入变压器、可实现分相控制、占地面积小、便于模块化设计和冗余运行等优点[1-6]，近年来在国内外得到了广泛的研究与应用。然而链式STATCOM各H桥模块直流侧相互独立，其直流侧电容电压难以平衡，直流侧电容电压平衡是STATCOM装置安全可靠运行需要解决的关键问题[7-10]。

本文在分层构架的基础上，提出一种电容均衡能量的方法实现直流侧电容电压平衡，上层通过解耦控制实现链式STATCOM整体有功、无功控制，下层通过电容作为中间单元来控制直流侧电容电压大小，结合了软硬件控制方法的优点，具有控制方法简单，响应速度快且便于系统扩展等优点。

2 链式STATCOM数学模型

链式STATCOM系统整体结构如图1所示。usa、usb、usc为系统电压，等效电阻为R，连接电抗为L，uca、ucb、ucc为链式STATCOM输出电压，ica、icb、icc为补偿电流，链式STATCOM每相链接由N个H桥逆变器构成。……