[发明专利]三角形连接链式静止无功发生器的电容电压波动抑制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三角形连接链式静止无功发生器的电容电压波动抑制方法，属于电压源换流器技术领域和动态无功补偿技术领域。

背景技术

基于电压源换流器的静止无功发生器(STATCOM)能够以很快的响应速度输出动态无功电流，提高系统的动态无功支撑能力，从而提高系统电压稳定性。在用户侧也可以通过STATCOM提高功率因数或者补偿不对称负荷，从而提高电能质量。链式换流器是通过全桥单元级联的一种多电平换流器拓扑结构，具有容易实现大电平数目的特点，从而易于实现高压大容量。链式换流器还具有谐波特性好和易于模块化实现等特点。目前链式换流器已经成为中高压STATCOM最为普遍的换流器型式。

链式换流器的每个桥臂由多个全桥单元(链节单元)级联构成的，三个桥臂可以连接成为星形的方式或者三角形的方式，组成三相链式换流器。在同等电网电压等级和装置容量等级的情况下，星形连接方式下各桥臂所承受的电压相对较低，但是桥臂流过的电流较大；三角形连接方式各桥臂所承受的电压相对较高，但是桥臂流过的电流较小。由于目前开关器件的通流能力有限，为了避免开关器件的并联，容量较大的STATCOM装置宜采用三角形连接方式的链式换流器。另外在系统不对称运行的条件下，由于星形连接方式的三相桥臂电流不能完全解耦控制，装置可控性存在较大的风险，不对称工况下的运行范围受到较大限制。三角形连接的链式换流器三相桥臂电流可以分别控制，在不对称工况下的可控性更好，并且具有更大的运行范围。因此目前较大容量的STATCOM装置多采用三角形连接的链式换流器结构。

由于桥臂电流会通过脉冲宽度调制的开关动作耦合到各链节单元的直流电容中，引起直流电容电压的二倍频波动。较大的直流电容电压的波动会给开关器件带来额外的电压压力，威胁开关器件的安全性。另一方面电容电压波动也会耦合到换流器的交流输出上，影响换流器交流侧电压的谐波。为了保证换流器的安全运行和输出性能，直流电容电压的波动值必须被限制在一定范围以内，通常限制直流电容电压波动值的方法就是将直流电容值设计在一定数值以上。但是过大的直流电容值将使换流器的成本和体积都有较大的增加。

发明内容

本发明的目的是提出一种三角形连接链式静止无功发生器的电容电压波动抑制方法，通过在三相桥臂电流中注入三倍频环流，使三倍频环流耦合到直流电容电流中，对直流电容电压波动起到一个抵消的作用，实现三角形连接链式静止无功发生器电容电压波动峰值的抑制，使换流器设计可以选择较小的直流电容值，降低换流器的成本和体积。

本发明提出的三角形连接链式静止无功发生器的电容电压波动抑制方法，包括以下步骤：

(1)采集与三角形连接链式静止无功发生器相连的电网三相线电压同步角频率ω₁和同步相位角θ；