论文部分内容阅读
随着科学技术的发展,现代工业下的复合电能质量问题越来越突出,已有的研究表明统一电能质量控制器(Unified Power Quality Controller, UPQC)具有综合的调节功能,可以同时解决电源侧的电压质量问题和负载侧的电流质量问题。目前针对模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter, MMC)的研究取得了一系列的突破,并成功地应用到高压直流输电等领域。与传统两电平及多电平拓扑相比,MMC具有开关损耗小、输出谐波含量低等优点,因此将MMC拓扑结构应用于中高压配电网的统一电能质量控制器中具有广阔的前景。基于模块化多电平换流器的统一电能质量控制器(MMC-UPQC)系统启动是其正常运行的前提和基础,具有非常重要的意义。本文主要针对MMC-UPQC系统,开展了MMC-UPQC启动控制策略与方法的研究,主要包括:针对MMC-UPQC启动过程中的三个阶段,分别建立了相应的数学模型,分析了各阶段的充电机理,并得出三个阶段中产生冲击根本原因——换路前后存在电压差,为启动控制研究奠定了理论基础。针对启动过程中产生的冲击,在主电路参数和控制策略两个方面分别提出了相应的抑制策略:通过启动电阻的设计降低了启动瞬间的冲击电流;从桥臂电抗和控制策略两个方面进行优化设计抑制了第二阶段的冲击电流;采用带斜率控制的直流电压控制方法抑制了在第三阶段中的冲击电流和冲击电压。提出了一种使串联变压器压降最小的控制策略,以满足启动结束后负荷的供电质量。另外,还提出了一种可降低开关频率的子模块均压策略。最后,以PSCAD/EMTDC为实验平台建立了15电平MMC-UPQC模型,对本文所提出的启动控制策略进行仿真验证,结果表明本文所提出的策略在满足模块电压要求的基础上确保了系统启动的安全性、快速性和可靠性。