정적 동기 보상기(STATCOM )은 유연한 AC 전송 시스템의 핵심입니다. 이 기사에서는 STATCOM의 제어 모드를 소개합니다.
다음은 목차 목록입니다.
물리량 제어 모드
제어 전략
제어 물리량에 따라 직류 제어와 간접 전류 제어로 나눌 수 있습니다. 직류 제어 기술은 추적 PWM 제어 기술을 사용하여 전류 파형의 순간 값을 피드백 제어하는 것입니다. 전류의 발생을 직접적으로 명령합니다. 구조가 간단하고 전류 조정 응답이 빠르며 교란에 대한 견고성이 뛰어납니다. 그러나 이는 중소 규모의 경우에만 적합하며 대용량의 경우에는 큰 제한이 있습니다. 간접 전류 제어는 STATCOM 인버터의 극히 얇은 AC 전압 진폭과 위상을 통해 AC 측 전류를 간접적으로 제어하는 것입니다. 간단하고 구현하기 쉽지만 동적 성능이 좋지 않습니다. 대용량 STATCOM에 적합합니다. 고조파를 줄이기 위해 다중화, 다중 레벨 또는 PWM 기술을 사용하여 간접 전류 제어의 파형을 개선할 수 있습니다.
스태콤 장치의 주회로 설계의 다중성과 체인 구조는 용량 향상을 위한 공통 기술입니다. 다중 구조는 여러 개의 단상 또는 3상 인버터를 사용하여 몇 도의 위상차가 있는 구형파 전압을 생성하고 변압기를 사용하여 서로 다른 위상의 구형파 전압을 직렬로 연결하는 것입니다. 이는 용량 및 전압을 효과적으로 향상시키고 고조파를 줄일 수 있지만 가격이 비싸고 장치 손실 및 바닥 면적이 증가하는 등 많은 문제를 가져옵니다. 또한 변압기의 강자성 비선형성도 설계에 어려움을 가져옵니다. 체인 STATCOM의 각 인버터 브리지의 DC 커패시터는 서로 독립적이며 커패시터 전압 불균형 문제가 있습니다. 커패시터 전압 불균형의 주요 원인은 하이브리드 손실, 병렬 손실 및 입력 펄스 지연의 차이입니다. 인버터 브리지와 시스템 간의 위상차와 각 인버터 브리지의 변조 비율을 조정하여 커패시터 전압 균형을 구현할 수 있습니다.
제어 전략 측면에서 보면 개방 루프 제어, 폐쇄 루프 제어 및 이 둘의 하이브리드 제어로 나눌 수 있습니다. 일반적으로 제어 측면에서는 전압 루프와 전류 루프를 말합니다. 국내 문헌에는 STATCOM의 제어가 SVPWM 기반의 전압 및 전류 이중 루프 제어라고 언급되어 있다. 부하 전류의 무효 전류는 위상 고정 루프(PLL)와 저역 통과 필터(LPF)에 의해 감지되고, DQ 평면의 STATCOM 무효 전류와 유효 전류의 디커플링 제어는 dq 변환을 통해 구현됩니다. 동시에 DC 전압 외부 루프 컨트롤러의 출력은 활성 전류 제어 루프에 연결되어 DC 전압 안정화 제어를 실현합니다.
제어 기술의 관점에서 보면 PI 제어 방식, PI 역제어 방식, 강인 적응 제어, 재귀적 신경망 적응, 슬라이딩 모드 가변 구조, 퍼지 제어 방식 등이 있다. 그 중 강인한 적응 제어 방법은 퍼지 제어 계수를 선택하기 어렵게 만듭니다. 신경망 적응 방법은 시스템 모델 구축에 의존하지 않지만 실시간 성능이 좋지 않습니다. 슬라이딩 모드 가변 구조 선형화가 어렵습니다. 실제 적용에서는 전통적인 PI 제어가 여전히 대다수를 차지하고 있습니다. 또 다른 문헌에서는 수동성 제어(PBC) 방법을 제안하고, STATCOM의 오일러 라그랑주 시스템 모델을 확립하며, 최적화를 위한 비선형 프로그래밍의 가변 규모 방법을 소개합니다.
더 나은 보상 효과를 얻기 위해 전통적인 무효 전력 보상 장치를 STATCOM과 함께 작동 및 제어할 수 있습니다. 이를 통해 보상 전류 증가, 스위칭 손실 증가 및 효율 감소로 인한 스위칭 장치 문제를 방지하여 이상적인 출력 전류 파형을 얻을 수 있습니다. 하이브리드 정적 동기식 변수 보상기(hSTATCOM)는 Deadbeat 제어를 기반으로 합니다. 즉, 다음 스위칭 사이클의 펄스 폭은 상태 방정식과 출력 무효 전류의 예상 값에 따라 계산됩니다. 능동 보상과 수동 보상을 결합하는 방식으로 TSC는 수동 부품의 주요 보상 수단으로 사용되며 고조파가 발생하지 않고 손실이 적습니다. 능동 보상은 보상 전류의 지속적인 조절을 실현하는 데 사용되며 무효 전력은 양방향으로 지속적으로 조절될 수 있습니다. SVC와 STATCOM으로 구성된 새로운 하이브리드 장치와 퍼지 예측에 기반한 공동 동작 방식이 국내 문헌에 제안되어 있습니다. 즉, 소용량 STATCOM을 사용하여 플리커를 억제하고 대용량 SVC를 사용하여 무효 전력을 보상함으로써 STATCOM이 비대칭 제어를 채택할 때 알고리즘의 복잡성을 피할 수 있습니다. 합동제어 운용방식은 알고리즘이 간단하고 제어 목적이 명확하지만 구조가 복잡할 수 있으므로 특정 분야에서 개발될 예정이다.
Zhuhai Sinopak Electric Ltd.는 고품질 STATCOM을 제공합니다. 당사 제품에 관심이 있으시면 다음 연락처로 문의해 주세요.다니엘. wu@sinopakelectric.com.
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