Modeling and analysis of modular multilevel converter based static synchronous compensator

Abstract

Bu tez çalışması statik senkron kompenzatör tabanlı modüler çok seviyeli dönüştürücünün (MÇSD-STATKOM) modellenmesi ve analizi üzerine yoğunlaşmıştır. MÇSD-STATKOM için en uygun anahtarlama metodunu elde etmede, seviye kaydırmalı taşıyıcı tabanlı DGM metodları ve faz kaydırmalı taşıyıcı tabanlı DGM metodu gibi basamaklı darbe genişlik modülasyon yöntemleri herhangi bir kontrol yapısı kullanılmadan tez faz bacağında eşit anahtarlama sayısı göz önünde bulundurularak karşılaştırıldı. Ilave olarak, en yakın seviye kontrol metoduda MÇSD' ye uygulandı ve onun performans analizleri ilgili tabloda verildi. MÇSD' nün tüm kontrol bölümleri ele alındığında, aktif ve reaktif güç kontrolü, DC bara gerilim kontrolü, çıkış akım kontrolü ve aynı zamanda altmodül kapasitor gerilim dengeleme metodları ele alınmıştır. Sonuç olarak, direk modülasyonla ilgili olan sıralama ve seçme metodu ve faz kaydırmalı DGM tabanlı kontrol metodu gibi altmodül kapasitor gerilim dengeleme metodları statik senkron kompenzatör tabanlı modüler çok seviyeli dönüştürücüye uygulandı ve aynı zamanda hem indüktif hemde kapasitif mod sıralı MÇSD-STATKOM'un statik ve dinamik modları göz önünde bulundurularak karşılaştırma yapıldı.

This thesis is concentrated on the modeling and analysis of the modular multilevel converter based on static synchronous compensator (MMC-STATCOM). In order to obtain the most suitable switching method for MMC-STATCOM, Scalar PWM methods such as level-shifted carrier based PWM methods and phase-shifted carrier based PWM method are compared considering equivalent switching count in a phase leg without any control structures. Moreover, Nearest Level Control method is also implemented to the MMC and that of performance analysis is discussed. Taking into account overall control parts of the MMC; active and reactive power control, DC-link voltage control, output current control and also submodule capacitor voltage balancing methods are concerned. Finally, submodule capacitor voltage balancing methods such as; sort and selection method related to direct modulation and Phase-shifted PWM based control method are implemented to the MMC-STATCOM and also compared to each other considering static mode and dynamic mode of the MMC-STATCOM having both inductive and capacitive mode ranges.