[00374370]全FPGA控制的静止同步补偿器STATCOM

在公司技术委员会的指导下，该项目针对中国高性能柔性无功补偿和滤波技术受制于人的现状，紧紧围绕“高可靠性、高效率、低成本、智能化、多功能”产品研发宗旨，研发的全FPGA控制的静止同步补偿器STATCOM采用IGBT全控功率变换技术，用于供用电系统的在线柔性无功补偿和滤波，是新一代改善电能质量的电力电子高效节能装置，装置通过实时检测电网中的无功功率、电压电流波形、系统频率，具备动态无功补偿、谐波滤除、三相不平衡补偿、电压稳定、振荡抑制、闪变消除等多项功能。与国内外同类技术相比，采用全FPGA控制技术，抗干扰和安全可靠性高；通过多目标控制算法与电平层叠调制技术，提高了控制系统频带宽度，提升了装置响应速度，改善了补偿和滤波效果。 主要技术内容： 1、高效的FPGA多核并行运算技术：采用全FPGA分布式控制技术，主从控制器各用一片FPGA，相比于行业内通用的DSP+FPGA的控制电路，减少了DSP与FPGA之间的通讯延迟，加快了响应和控制速度，消除了通讯干扰，提高了装置可靠性。 2、创新的电平层叠调制技术：调制延时始终保持开关频率的一半，不随STATCOM的H桥串联个数的增多而变化。相对于常规的载波移相算法，控制系统的带宽和谐波补偿频率范围均增大4倍，在无功补偿的同时，可以滤除21次及以下谐波。 3、优化的直流母线电压平衡算法：采用三相星型无中线拓扑，用负序电流注入法解决直流母线电压不平衡问题。相比于零序电压法，解决了装置低载和空载运行时的相间电压均衡问题。 4、可靠的高压隔离辅助电源技术：从装置二次直流电源取电，经高压隔离型DC/DC电路给H桥模块供电。与常规的H桥直流母线取电方法相比，解决了DC/DC电路开关器件选型难、直流电源稳定性差的难题，提高了装置的安全可靠性。 自主知识产权情况： 该项目授权发明专利2项，授权实用新型专利12项，期刊发表文章1篇。 技术经济指标： 适用于0.4～35kV供用电系统；装置可多台并机运行，补偿容量30kvar～60Mvar；总谐波补偿率＞95%；运行效率＞99%；瞬时响应时间＜10ms；噪声＜75dB；电压闪变抑制比＜5:1；电磁兼容水平达到欧盟标准EN50121-5：2000的要求；研制的高性能STATCOM装置通过了山东省科技厅组织的鉴定，居同类研究国际先进水平。 应用推广及效益： 国家“十二五”、“十三五”能源规划及重大专项计划明确指出，以动态无功补偿装置为代表的电力电子技术是重点支持与发展的技术。项目产品已被中海油平湖油田、上海地铁5号线、青岛大唐风电、淄博高新区电动汽车充电站、国网山东萌水变电站等数百个用户应用。预计到2016年企业可实现销售收入1.5亿元，占全国市场份额的10%。 该产品属于智能电网建设的绿色节能产品，其推广应用能够提高电气设备运行效率，延长使用寿命，保证生产质量；并能节约电网建设投资，降低能量损耗，提高电能质量，具有显著的社会推广应用价值。