報告書番号

R10022

タイトル（和文）

Y結線モジュラーマルチレベル変換器における系統電圧不平衡補償方式

タイトル（英文）

Compensation Method of System Voltage Unbalance on Y-connection Modular Multilevel Converter

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

今後PVの大量導入に対し不可欠となる電圧調整装置として，配電系統用のSTATCOMが検討されている。当所では，STATCOMの変換器部の回路構成として，Y結線MMCを有力な候補の一つとして挙げている。しかしながら，Y結線MMCでは，系統の電圧不平衡を補償しようと変換器から不平衡電流を流すと，MMCの各セルにおけるコンデンサ電圧のバランスが崩れる問題があった。この問題を解決するため，新たにセル電圧の相間バランス制御を考案し，次の結果を得た。
1.Y結線MMCで，不平衡補償を可能とするセル電圧の相間バランス制御を考案した。考案した制御方式は，相間バランスを維持するような零相電圧をフィードフォワード制御により変換器出力電圧に重畳させるものである。フィードバック制御は，制御誤差や素子特性の個体差等の理由でセル電圧のバランスが微小に崩れた際に，それを解消するための従来制御である。
2.セル電圧の相間バランス制御を採用したY結線MMCの瞬時値モデルを作成し，シミュレーションを行った。変換器が不平衡な電流を出力している条件で，相間バランス制御が行われている間セル電圧は三相とも目標値に追従し，制御が良好に動作していることが確認できる。

概要 （英文）

We are now conducting a research on STATCOM for distribution system. STATCOM for distribution system is required low volume and multilevel converter technology is useful for volume reduction of STATCOM. A number of multilevel converter circuit type which can be applied as STATCOM is very large and we selected Y-connection MMC as optimum circuit type from them. However, it has been considered that Y-connection MMC could not control negative sequence reactive power because Y-connection MMC cannot use the circulating current. This research intends to compensate negative sequence system voltage by new zero sequence voltage control. The following results have been obtained in this research. (1) We proved that capacitor phase voltage could be balanced when STATCOM output negative sequence current for compensation negative sequence voltage of system. (2) We devised new zero sequence voltage control. This control consist of feedforward and feedback control. Feedforward control prevents occurrence of capacitor voltage unbalance caused by negative sequence compensation and feedback control cancels residual voltage unbalance. (3) We built simulation model about Y-connection MMC which was equipped new zero sequence voltage control and demonstrated effectiveness of control. Capacitor voltage was balanced when new zero sequence voltage control was working and effectiveness of this control was verified.

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