[发明专利]一种链式STATCOM直流母线电压控制装置及方法

说明书

本发明一种链式STATCOM直流母线电压控制装置及方法，属于无功补偿技术领域；所要解决的技术问题是提供了一种链式STATCOM直流母线电压控制装置及方法；解决该技术问题采用的技术方案为：本装置包括DC/DC变换器和STATCOM链节单元，DC/DC变换器的直流输出端与STATCOM链节单元的直流输出端相连，DC/DC变换器的直流输入端与变电站用直流电源的输出端相连，多个结构相同的STATOM链节单元级联形成一条STATCOM换流链，三条STATCOM换流链的头部各自通过一个电抗器连接至交流电源的不同相上，三条STATCOM换流链的尾部连接于中性线；本发明可广泛应用于无功补偿领域。

技术领域

本发明一种链式STATCOM直流母线电压控制装置及方法，属于无功补偿技术领域。

背景技术

静止同步补偿器（Static Synchronous Compensator，STATCOM）在无功补偿时具有响应速度快、体积小、功率调节范围宽、不易引起谐振等优点，在工业和新能源领域获得了广泛应用。

为了实现高压大容量和满足并网点的电能质量要求，高压（大于380V）STATCOM普遍采用链式结构，如图1所示。在35kV及以下电压等级应用时，为了降低成本，普遍采用星型结构。链式STATCOM结构中，每相换流链都是由多个链节单元级联组成，每个级联单元都包括全控型大功率器件、支撑电容及其触发、控制和保护电路。

实际应用中，STATCOM主要用来补偿电弧炉、电力机车和新能源并网等冲击性甚至不对称负荷的无功需求，这些负荷对无功补偿的速度提出了严苛要求。比如在新能源应用领域， 由于STATCOM的补偿速度，跟不上新能源对无功补偿速度的要求，导致新能源需要无功补偿时，补偿速度不够，新能源并网点恢复正常时，又会导致并网点电压升高，从而出现了过补偿现象，新能源发电设备面临着一会儿要进行低电压穿越，一会儿又要进行高电压穿越的现象，严重时，甚至会导致新能源发电设备跳闸。

针对冲击性和不平衡负荷，发明申请CN 105071418 A在指出其他控制方法具有控制算法复杂，计算量大等缺点的基础上，又提出了非线性解耦与重复控制相结合的双环叠加控制方法，其计算量和控制算法的复杂程度未必有多大的改善。

从理论上分析，采用自励方式控制的STATCOM装置，虽然可以省去励磁装置，但相比其带来的控制的复杂性，以及对STATCOM装置运行稳定性、售后服务的费用而言，其带来的优点几乎可以忽略。这是因为链式STACOM装置三相换流链是由多个相同链节单元构成，链节单元在硬件上不可能做到完全一致，实际上各个链节参数必然存在着一些差异。对直流母线取能的 STATCOM 而言，在启动过程中，各链节直流电容电压不平衡，会引起STATCOM 不能正常启动，甚至导致直流侧电容过电压，威胁装置安全。此外，在电网电压发生波动时，一方面会造成全控器件瞬态过电流，另一方面也会造成链节直流电容母线电压过高或过低，从而导致STATCOM退出运行。

发明内容

本发明一种链式STATCOM直流母线电压控制装置及方法，克服了现有技术存在的不足，提供了一种利用站用电结合少量储能的方式，通过高频电力电子变压器来稳定直流母线电压的链式STATCOM直流母线电压控制装置及方法。