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随着柔性交流输电技术和分布式能源广泛接入大电网的发展趋势越来越迅猛,无功补偿技术对电能质量的影响以及电力系统安全稳定运行也越加凸显。用电设备的多样性和复杂性也对现阶段无功补偿装置的技术提出了新的要求。近几十年来电力电子技术的发展给无功补偿技术带来了新的契机,从最初的固定电容器到如今的静态无功发生器和静止无功补偿器等新型无功发生器,无功补偿装置正朝着补偿容量更大、补偿速度更快的方向发展。 在此背景下,本文研究了一种基于全桥型静止无功补偿器协调控制算法的无功补偿技术。从以下几个方面展开: 首先,本文给出了全桥型静止无功补偿器的单相电路拓扑结构,根据电路中全控开关的导通关断组合可以规定其电路中安装电容的不同状态,即:充电、放电或者旁路。然后对其中对旁路状态的进一步细分会产生全桥型静止无功补偿器的两种运行模式——电容电压连续补偿模式和电容电压不连续模式。 接下来,针对全桥型静止无功补偿器的电压电流波形特点进行了傅里叶分析,建立了等效容抗模型和连续无功补偿数学模型。这两种数学模型都是基于a和Vcp-min的双变量函数,而上述两个控制参数也是电路参数,根据对这两个参数的控制引出了直接相移控制方法和电容最小电压控制方法。 然后,重点分析了这两种控制方法。直接相移控制过程虽然相对简单,但当移相触发角过大时会使得固定电容器的峰值电压陡升;电容最小电压控制则易引发注入高次谐波量的增加。但又因为两种控制参数的相对独立性使得这两种方法相互补充成为可能,故选择协调控制算法即同时控制a和Vcp-m in的算法以减小电容电压的峰值和抑制注入交流电网的谐波含量。接下来,本文提出了基于全桥型静止无功补偿器协调控制算法的多目标优化评估方法,该方法旨在找到全桥型静止无功补偿器的最优工作点,在最优工作点下运行的全桥型静止无功补偿器满足被补偿线路所需无功的同时使得其安装电容和注入交流大电网的谐波量最小。 最后,本文提出了一种三相全桥性STATCOM-TSC 联合补偿系统,分析了该系统的补偿原理并继续推导出了联合补偿系统的等效容抗数学模型。然后建立了联合补偿系统的开环和闭环控制模型并进行了仿真。仿真结果表明了该系统具备TSC和全桥型STATCOM的优点,在扩大了无功功率补偿范围的同时还有效地改善了其动态响应特性具备良好的PFC特性。