[发明专利]基于模块化多电平变流器的无功补偿（MMC-STATCOM）方法

说明书

技术领域

本发明属于电力信息技术领域，特别是涉及一种基于模块化多电平变流器的无功补偿（MMC-STATCOM）方法。

背景技术

静止同步补偿器（STATCOM）可以有效补偿负载无功功率，从而可以提高负载功率因数，降低输电过程中的电能损失。随着电力系统的规模不断发展，对FACTS装置的容量和电压等级都提出了新的要求，STATCOM也不断向高电压、大容量发展。受限于器件的电气参数，基于传统变流器的STATCOM的容量和电压等级越来越不能满足要求；传统变流器由于输出电压电平数有限，其输出端需要串接滤波器，成本和占地问题都不容忽视。

通过子模块的串联，MMC的出现克服了低压开关器件不能满足高电压等级的问题；MMC由于输出电平较多而谐波很小，可以不串接滤波器而直接并网。基于上述优点，MMC受到广泛关注，并且已经有MMC-HVDC的应用工程，但基于MMC的STATCOM研究较少。鉴于MMC-STATCOM中MMC直流侧使用大电容而非理想电源，而MMC-HVDC直流侧电容电压是依靠整流侧的控制方法维持稳定，且其无功控制方案较为复杂，因此有必要对MMC-STATCOM的控制方案进行研究。另外，MMC正常工作要求直流侧电压恒定，因此既要各相的子模块的总电压维持恒定，且各相相同；又要各子模块电压维持在其指令电压附近。考虑到实际运行中直流侧使用分裂式电容而非直流电压源，因此直流侧电容电压也需要控制。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于模块化多电平变流器的无功补偿（MMC-STATCOM）方法，其特征在于，由于从能量角度而言，模块化多电平变流器的各相、各子模块和直流侧能量分布相互独立，因此，可进行分块控制，包括以下的部分：

步骤S1：根据MMC拓扑结构建立MMC-STATCOM解耦模型；

步骤S2：从能量观点分析所述MMC-STATCOM解耦模型中电容电压波动的原因，得到各相、各子模块和直流侧能量分布相互独立，并进行分块控制。

较佳地，所述步骤（1）中的MMC-STATCOM解耦数学模型的建立过程具体为：

根据列写MMC等效输出电感表达式：

Le=Ls+12L0---(1)]]>

列写MMC三相电压、电流的时域表达式：