基于级联多电平逆变器的statcom系统设计

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1、西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学

2、有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。本人签名：日期导师签名：日期摘要摘要近年来，随着电网容量的增加，人们对电力供电品质要求不断提高，柔性交流输电系统作为一项能有效改善电能质量的新技术得到快速发展。静止同步无功补偿器由于先进的控制性能和良好的效果，已经成为柔性交流输电系

3、统（FACTS）装置的热点和无功补偿的发展趋势。本文介绍了静止无功发生器的发展和现状，分析了它的工作原理，并设计了以IGBT为核心器件的功率主电路。通过对静止同步补偿器（StaticSynchronousCompensator，简称STATCOM）的无功补偿原理进行深入的分析，建立了STATCOM在abc三相坐标系和dq两相同步旋转坐标系下的数学模型。根据STATCOM的开环传递函数进行稳定性分析表明，对于任意给定的控制角δ和逆变器的放大倍数K，装置都能稳定运行。文中对几种常用的拓扑结构进行了简单的介绍和对比，然后详细描述了载波移相正弦脉

4、宽调制技术（Carrierphase-shiftedSPWM，简称CPS-SPWM），并对其进行了仿真，单极倍频CPS-SPWM能将等效开关频率提高2N倍，可见单极倍频CPS-SPWM能用较低的频率来获得更高的等效开关频率，具有较好谐波特性的结论。在Matlab/Simulink仿真环境下搭建了STATCOM的仿真模型，采用电流直接控制算法和ip-iq无功功率检测方法对其进行控制，对补偿感性负载和容性负载的静、动态特性进行了仿真分析。设计了三级联7电平逆变器的STATCOM试验平台。采用DSP和FPGA组合作为STATCOM的控制系统，其

5、中DSP主要完成信号采样及控制计算工作，FPGA完成36路PWM波形的产生。关键字：STATCOM数学模型电流直接控制七电平瞬时无功功率理AbstractAbstractWiththeconstantincreaseofelectricalnetworkcapacityandraisedrequirementofelectricpowerquality,flexibleACtransmissionsystem(FACTS)asanefficienttechniquetoimproveelectricpowerqualityhasbeenr

6、apidlydeveloped.Staticsynchronouscompensator(STATCOM)hascurrentlybecomeahotresearchtopicofFACTSequipmentsandadevelopmenttrendofreactivepowercompensationbecauseofitsadvancedcontrolcharacteristicandgoodcompensationperformance.Inthispaper,thedevelopmentandcurrentsituationofS

7、TATCOMisfirstpresented.Afteranalyzingitsoperationprinciple,thenmainpowercircuittakingelectricelectroniccomponentIGBTaskeydeviceisdesigned．AmathematicalmodeliscreatedforSTATCOMinabcthreephasecoordinatesanddqtwophasesynchronouscoordinates.Afterthereactivepowercompensationpr

8、incipleoftheSTATCOMisanalyzed,thestabilityperformanceiscarriedoutwiththeSTATCOMtransmissionfunct