不平衡电网下MMC-STATCOM的控制策略

郭殿林， 李又丰， 刘丹玉， 倪丹阳， 胡 攀

(黑龙江科技大学 电气与控制工程学院， 哈尔滨 150022)

0 引 言

在煤矿供电系统6 kV母线中负荷多是交直流传动的高功率设备，该类设备作为典型的感性负载，具有大功率、低cosφ的特点，影响了煤矿供电系统的功率因数，给企业造成了一定的经济损失[1]。由此，对煤矿电力系统进行实时无功补偿是确保井下安全的重要保障。无功补偿装置的补偿性能不仅取决于采用的拓扑结构，其电流内环和电压外环控制策略也决定其性能的好坏，因此,对其优化设计具有重要意义。

随着电力电子技术的发展，提出了MMC拓扑[2]，其具有模块化扩展和高效的特性，可以通过增加功率模块的数量实现主电路容量的扩展，通过合成阶梯波输出电压，其输出频谱更好，省去了多个变压器，实现使用低压电平设备传输大功率成为可能。基于MMC的STATCOM可以针对不平衡电网实现无功及负序电流的补偿，有效地改善电能质量。Zhu等[2]研究了一种基于MMC-STATCOM的新型电路拓扑，提出了采用三角函数的动态检测无功方法，其克服了跟踪无功电流时直流环节电容器电压受负载干扰影响的缺点。刘亚昕等[3]在环流抑制中采用改进重复控制，其原理是离散化内模原理结合重复控制的抑制谐波特点。戴珂等[4]提出了一种无公共直流储能环节的改进型 MMC-STATCOM拓扑，对其使用基于等效模型的上层和基于子模块的下层控制组成的分层式控制架构。胡祺勇等[5]采用反馈线性解耦控制，设计了解耦后的系统滑模控制率。……