主从型IGCT逆变器及其在STATCOM中的应用

本文针对6KV中压电网三相平衡负载的无功功率补偿，结合二极管箝位多电平逆变器和H桥级联多电平逆变器的特点，提出了一种能够直接并入电网的新型主从式的逆变器结构：主逆变器采用二极管箝位三电平逆变器，从逆变器采用三个H桥(即全桥)逆变器。主逆变器和H桥逆变器采用级联的形式连接，最后构成一个五电平的混联逆变器。从逆变器负责产生一个方波电压，构成输础正弦电压的基本成分：主逆变器产生输出电压的补偿部分以及负责消除低次谐波。对于主逆变器直流侧电容电压的平衡问题，本文提出了一种采用硬件电路平衡的方法，从而降低了PWM调制时控制方法的复杂性。因为集成门极换相晶闸管(IGCT)这种新型电力电子器件具有开关频率高、无缓冲电路、耐压高等优点，主电路选用IGCT作为开关器件。本文详细分析了用于STATCOM的主从型逆变器电路结构，同时给出了电路参数的确定方法，并对STATCOM逆变器输出电压的谐波进行了理论分析。根据本文提出的主从型逆交器结构特点，建立了基于瞬时无功理论的STATCOM系统动态控制模型，并给出了一种解藕反馈控制方法。最后通过仿真结果证明了所提出的这种主从型逆变器STA’rC0^I结构在消除谐波方面的优越性。