[电力电子] STATCOM谐波消除技术综述

STATCOM在进行无功功率补偿的时候，其交流侧输出的是幅值等于直流侧电容电压的方波序列，而不是正弦波的交流电压，因此，不可避免的会产生谐波分量。传统的做法是附加滤波器进行滤波，但这会人大增加设备成本。对于采用电力电子逆变技术的无功补偿方法，我们可以通过适当的控制技术来消除输出电压和输出电流中的谐波成分，主要可以从电路结构和脉冲触发方式两个方面来进行优化。
一．改善电路结构
1.多重化技术
由于单个变流器的输出波形是一系列的方波，因此含有较多谐波成分。如果我们设计多个变流器将它们并联或串联连接，使它们各自的输出波形在相位上相差一定的角度，那么我们最终得到的将是接近正弦波的阶梯波形，这是由于各变流器输出波形相互叠加的结果，这就是变流器的多重化技术。另外，利用多重化的方法，还可以增大STATCOM的装置容量，从而对系统的稳定发挥重要作用。电压型和电流型的变流器都可以实现多重化，其中电压型要串联连接，电流型要并联连接。下图是四个电压型变流器四重化的简单示意图:

图1.1
四个变流器各相输出电压在相位上依次相差15度，经串联后接入交流电力网。各变流器的相位关系可以在触发脉冲产生环节进行控制。其中各变流器A相电压波形和最终得到的A相电压波形如图1.2所示。
图中， ， ， ， ，分别表示 、 、 、 逆变器交流侧的A相电压波形，它们在相位上依次相差15度。 是四个逆变器的连接变压器在次级绕组串联之后，得到的总的A相电压波形(其中Vdc是直流侧电容的电压)。由图中可以看出，此时得到的电压波形是接近正弦波的阶梯波形。理论上说，多重化的级数，也就是桥臂越多，谐波消除的效果就越好，但是由于主回路的相互作用，以及控制电路、输出变压器连接复杂化等原因，实际上采用的多重化的级数并不是很高......