多階全橋串疊式靜態補償器數學模型推導與硬體實測驗證

傳 統 上 ， 一 個 三 相 三 線 式 、 閘 流 體 控 制 電 抗 器 併 接 固 定 電 容 (TCR-FC)型靜態虛功率補償器(SVC)若主電路採用三角型接法與相獨立控制方式，可以進行大容量三相不平衡負載的三相平衡與功因修正補償。但此型SVC中TCR使用閘流體有控制極限，固定電容亦需修改為兼具濾波器功能，整體SVC效能仍有持續提升空間。因此， 近年來已有文獻探討以多階全橋串疊式靜態補償器(STATCOM)進行大容量三相不平衡負載的三相平衡與功因修正。在此類應用中， STATCOM主電路亦需採三角型接法， 並進行不平衡操作， STATCOM中的控制器設計必需有不同考量，因此需有一個精確STATCOM主電路數學模型作為控制器設計依據。在本計畫中將探討多階全橋串疊式STATCOM的數學模型， 以合適應用在三相不平衡操作環境， 並可據以進一步設計合適控制器。計畫首先將以一個移相PWM操作的多階全橋串疊式換流器作為研究對象， 以推導單相STATCOM電路的數學模型。此單相STATCOM將進一步以三角接法與三相各臂獨立控制方式合成一個三相STATCOM，並配合不平衡負載補償法則， 完成不平衡負載的相平衡與功因補償。計畫中並將以模擬軟體MatLab/Simulink建立此STATCOM的單相與三相模擬系統，以評估所發展數學模型的正確性， 並用以設計控制器， 以確認此STATCOM架構各分件所需具有的功能要求。本計畫最後將在實驗室完成一個STATCOM硬體實測雛型， 以多組浮點運算型DSP-TMS320F28335控制器實現此STATCOM硬體控制器， 並經由實測驗證所發展數學模型的精確度與最終三相不平衡負載補償成效。

系統編號:PB10408-5752
原計畫編號:MOST104-2221-E182-029