[发明专利]一种H桥级联链式STATCOM的旁路自动处理方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统动态无功补偿领域，具体涉及一种H桥链式STATCOM的自动旁路处理方法。

背景技术

静止同步补偿器(STATCOM)是一种新型的基于大功率换流器技术的静止无功补偿装置，通过控制其输出电压的幅值以及相对于系统电压的相位即可控制其发出或吸收无功，从而提高电网功率因素，稳定电网电压。为增加装置容量，可采用多电平链式级联结构，其基本单元为H桥逆变电路，单元模块电路拓扑如图1所示；多个H桥逆变单元模块级联，通过电抗器接入电网，所构成的链式STATCOM系统电路拓扑如图2所示，每相由个独立H桥单元模块串联而成，另设有个冗余单元。

级联型STATCOM由于其特殊结构致使其单元模块故障概率较大。为提高STATCOM装置的可靠性，减少装置频繁投切，当故障单元数目大于冗余单元时，需要旁路故障的单元模块，使装置可继续运行。常见的旁路策略为设置额外的旁路电路，通常情况为以继电器或晶闸管为核心的旁路结构。从减少装置占地面积，降低装置损耗以及节约制造成本的角度出发，需设计更为简单、经济并且可靠的旁路策略，为每个单元模块提供保护。

发明内容

 为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提出一种更为简单，经济并且可靠的自动旁路处理方法，使得故障单元在有效旁路的同时，通过调整对应故障相控制策略，保证系统侧三相电压平衡，最大化维持装置稳定运行。

一种H桥级联链式STATCOM的自动旁路处理方法，主要包括二个步骤：1) 将对应故障H桥单元模块的左右桥臂上功率管或左右桥臂下功率管开通；2) 通过修改故障相载波移相相角以及直流侧单元母线电压给定值，保证三相输出电压对称。 以图1所示H桥拓扑结构为例，将对应故障H桥单元模块的T1和T2或T3与T4同时开通； 通过修改故障相载波移相相角以及直流侧单元母线电压给定值，保证三相输出电压对称。

根据本发明所述的自动旁路处理方法，适用于如图2所示的多电平级联链式STATCOM H桥单元模块，设每相链接数为，另冗余单元数为。

本发明所述的自动旁路处理方法，在图1所示H桥单元模块结构上，不需另设额外的旁路电路或者旁路开关，通过向H桥单元模块的T1和T2或T3与T4同时发开通信号，从而实现将故障单元自动旁路。

本发明所述的自动旁路处理方法，旁路操作还包含同时调整对应故障相载波移相相角与直流侧单元母线电压给定值，非故障相保持正常运行。设旁路前单元直流侧母线电压给定值为，STATCOM系统为链，需旁路单元为链，则旁路调整后的；单元模块载波移相相角调整为。

本发明所述的自动旁路处理方法， 如图1所示，H桥单元模块包括由T5，R1与R2共同组成的电容电压泄放电路。该泄放电路分两种工作方式：1) R2单独工作；2) 开通T5后由R1与R2共同组成泄放电路，此时可加快泄放速度。

本发明所述的自动旁路处理方法，H桥单元模块电路中功率管均有独立的温度，电压等工作状态监控电路以及驱动模块，通过光纤模块与上位机通信。

附图说明

图1是单个模块的H桥逆变电路原理图；

图2是多电平级联链式STATCOM主电路原理图。

具体实施方式

实施例1、若某相故障单元个数M大于冗余单元数K时，上位机通过读取故障单元工作状态信息，判断进入旁路工作对应功率管。从而发出开关信息，使故障单元进入旁路状态。同时在线实时调整对应故障相载波移相相角与直流侧单元母线电压给定值，非故障相保持原运行状态不变。设旁路前单元直流侧母线电压给定值为，STATCOM系统为链，需旁路单元为链，则旁路调整后的；单元模块载波移相相角调整为。值得一提的是，对于确定链节数为的STATCOM系统，可旁路单元数主要取决于PCC点接入电压，直流侧电容以及功率管等元器件耐压等级。

故障单元进入旁路状态后，直流侧电容母线电压可通过T5，R1与R2泄放，如图1所示。同时上位机可根据旁路前的直流侧电容母线电压值决定是否需要开通T5，以加快泄放速度，确保装置安全。若故障单元同一侧桥壁功率管如T1与T3或T2与T4发生严重故障时，则上位机对三相所有单元发出封脉冲信号。

以上所述，仅为本发明的具体实时例，并不以此限定本发明的保护范围。任何基于本发明的等效控制策略变换，均属于本发明的保护范围。