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浅析电压不平衡对STATCOM的影响
2017-11-14 14:34:42  作者:张新闻 同向前等  来源:中国设计师网  
  •   电网电压不平衡会对DSTATCOM装置的正常运行产生严重影响。本文采用开关函数法,从理论上分析了电源电压负序分量的影响,推导出了直流电压波动与电源负序电压、LC参数以及PWM调制深度的关系,得到了电网电压不平衡时装置发生谐振的条件。建立了DSTATCOM的仿真模型,仿真结果验证了理论分析的正确性。

    本文相关专题:三相不平衡治理探讨

  西安理工大学自动化与信息工程学院 张新闻 同向前 张岩燕

  北方民族大学电气信息工程学院 张新闻

  1 引言

  随着经济的发展,电力系统对电能质量的要求越来越高,STATCOM因其在动态响应、输出谐波等方面的优势成为近年来的研究热点,其应用范围也越来越广泛,已由早期的对输电系统的无功补偿,扩展到了对配电系统的无功补偿(DSTATCOM)。配电系统的情况比输电系统复杂的多,系统中电压经常会出现不对称的情况。不平衡电压会引起STATCOM中变流器直流侧电压的波动,进而在变流器的交流侧产生低频谐波电流。国内外学者对电网电压不对称STATCOM的运行性能研究较多,并取得了有意义的研究成果。文献[1-2]分析STATCOM在不平衡情况下的运行及控制策略,但都没有对装置发生谐振的问题进行深入分析。文献[3-4]采用开环响应时间常数分析法得出电网电压不对称或含有谐波时在STATCOM装置中会产生两个谐波电流分量,但其所建数学模型计算出的谐振条件和电路仿真结果存在较大差异。

  本文针对DSTATCOM装置在供电电压不平衡的情况下,采用开关函数法对装置的影响进行了分析,从理论上推导出了装置发生谐振的条件及幅值与相关参数取值的关系,并应用PSIM软件搭建了装置的电路模型,对理论分析的正确性进行了验证。

  2 电网电压不平衡引发的谐振现象分析

  电网三相电压不平衡时,可以根据对称分量分析法将其分解为正序基波电压和负序基波电压的叠加,在不平衡电压激励下的DSTATCOM主回路仿真模型如图1表示。

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  4 结论

  电网电压不平衡会引起直流侧电压的波动,进而在交流电流中产生基波负序电流分量和3次谐波分量。当LC参数选择不合适时,DSTATCOM还可能发生串联谐振,直流电压波动急剧增大,导致DSTATCOM装置异常。此外,PWM调制深度也对直流电压的波动有一定影响,调制深度越大,直流电压波动的幅度也越大。

  参考文献

  [1] Blazic.B,Papic.I.STSTCOM Control for Operation with Unbalanced Voltages[C].Power Electronics and Motion Control Conference,2006,EPE-PEMC 2006.12th International,Aug.30 2006-Sept.12006 Page(s):1454-1459.

  [2] LUO An,OU Jian-bo,TANG Jie.Reserarch on Control Method of STATCOM for Grid Voltage Unbalance Compensation[J],Proceedings of the CSEE,2009,6(29):55-60.

  [3] 沈东,姜齐荣,韩英铎.静止同步补偿器的标幺化模型及开环响应时间常数分析[J].电机工程学报,2000,20(7):56-61.

  [4] Shen Dong,Wang Zhonghong, J.Y.Chen.Harmonic Resonance Phenomena in STATCOM and Relationship to Parameters Selection of Passive Components.Power Delivery,IEEE Transactions on Volume 16,Issue 1,Jan.2001 Page(s):18-23.

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