三相四线制配电网静止同步补偿器控制方法的研究

配电网静止同步补偿器（Distribution Static Synchronous Compensator，DSTATCOM）作为一种重要无功补偿装置，因其能对系统无功功率进行双向动态补偿，而成为现代静止无功补偿技术研究的热点。本文针对配电网的无功补偿、负载不平衡及消除谐波、零序和负序等有害电流问题，重点研究了三相四线制DSTATCOM的控制方法。本文的工作如下： 首先，针对三相平衡无功负载的补偿，对三相三线制DSTATCOM控制方法进行研究。选择三桥臂两电平逆变器作为DSTATCOM的主电路，并根据其等效电路建立了数学模型，提出DSTATCOM的控制策略——双环控制，外环控制为直流侧电容电压PI控制以及无功电流检测方法，内环控制采用电流前馈解耦控制。采用空间矢量PWM调制算法（SVPWM）。运用电磁暂态仿真软件（PSCAD／EMTDC）对在不同负载情况下DSTATCOM的补偿效果进行了研究。仿真结果表明，本文设计的DSTATCOM控制策略在恒定负载和变化负载下均有良好的补偿效果，并在突甩、突加负载情况下具有良好的暂态稳定性。 然后，针对三相四线系统中的DSTATCOM，为使其除具有无功补偿外，还具有消除谐波、零序和负序等有害电流的功能，对采用三维空间矢量PWM调制的DSTATCOM进行了深入研究。选择四桥臂两电平逆变器作为DSTATCOM的主电路，根据其等效电路建立了基于αβ0坐标系下的DSTATCOM数学模型，并根据其数学模型详细分析了三维空间矢量PWM调制的原理，给出了这种方法的空间四面体的选择和具体的控制方法。总结了目前多种参考电流检测方法，选择了瞬时无功ip-iq理论生成参考电流指令，其中直流侧电压控制采用能量PI调节器。仿真结果验证了采用三维空间矢量PWM调制的DSTATCOM既能够对负载不平衡进行补偿，同时能够有效地滤除系统中的谐波、负序和零序等有害电流。