STATCOM的链式结构与MMC结构对比分析

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当前电力电子技术的迅速发展和柔性交流输电技术的日益成熟,已经有各种结构的STATCOM研制成功并投入运行。作为该领域国内技术的领先者,清华大学已经成功与各大电力局和电力公司完成了相关的产品研制和实际应用。其中,与荣信公司和中国南方电网合作的35Kv,±200Mvar链式STATCOM已经投入广东东莞站运行,该项目是目前国际上电压等级最高、容量最大的。在诸多结构的STATCOM方案选取中,可以看到目前STATCOM结构总体呈现多样化,从最开始的多重化技术到现在的链式结构,STATCOM的拓扑结构也在随着时代的发展不断变化更新。作为目前技术和应用上最先进的拓扑结构,MMC结构和链式STATCOM结构都有各自的优势,但是,目前对两者的详细比较分析方面的研究相对较少,本文主要基于这种考虑,针对链式STATCOM和MMC结构进行各方面性能比较,并结合部分工程实例进行分析。在结构组成上,针对两者的基本单元构成和工作方式做了比较,计算了各自的器件利用率,并给出了对比表格进行说明。在连接方式上,借鉴了35Kv,±200Mvar链式STATCOM的方案设计,分析了星接和角接时各自的性能参数,并列出对比表格。对于MMC来说,其连接方式比较固定,但是它的连接方式可以有效的解决星接时的零序电压浮动问题,属其优势之一。目前的STATCOM设备发展趋势是适用于高压大容量的场合,因此设备的器件会相应的大量增多,这就会影响到设备的电路参数变化,本文从数学模型上来分析了两种结构在电路参数变化时对系统开环响应时间的影响,将两种结构规化到同一标准下进行比较分析,可以看出在MMC结构中电路参数的影响相对较小,但是由于MMC的结构特殊和连接方式固定,使其在控制策略上有所局限,在冗余设计中也比较繁琐,因此,对其针对性的研究和工程实例极少。最后本文介绍了一种新型结构,对该结构提出的思想进行了表述,并做了相应的分析,这类结构的出现也预示着STATCOM的未来发展趋势,即高效、稳定、节省成本、适用于高压大容量场合等。
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