静止同步补偿器（STATCOM）的仿真与实现

随着工业水平的不断提高,用户对电能质量的要求也越来越高。而系统中无功负荷,特别是冲击性无功负荷的存在,不仅增加了各种损耗,而且严重影响了用户端的电能质量。因此,实时快速的无功功率补偿对优化电网潮流分布和提高电能质量具有十分重要的意义。 传统的无功补偿装置响应时间长、调节特性差,而且补偿容量受到装置自身容量的限制。而基于电力电子逆变技术的无功补偿装置STATCOM由于采用了GTO、IGBT等大功率全控型器件,因此能够更快速、更有效的补偿系统中的无功功率。而且补偿容量不受装置容量限制,因此调节特性更优。 文中详细介绍了STATCOM的电路结构、工作原理以及在改善电能质量中的具体应用。讨论了采用电流间接控制和采用电流直接控制的两种STATCOM控制策略。从改善电路结构和优化脉冲触发方式两个方面讨论了STATCOM的自身谐波消除技术。 依据两种不同的控制策略对STATCOM进行了系统级建模及仿真。根据各电量在无冲击性负荷和冲击性负荷情况下的不同输出波形分析了两种控制策略下的STATCOM调节特性和动态特性。 系统设计在主电路上采用三电平技术和四重化技术,控制部分采用双CPU结构,分别为中央控制器和脉冲发生器。其中中央控制器完成数据采集、A/D转换、数据处理及人机接口等功能。脉冲发生器则根据中央控制器的频率值和补偿角值计算出各触发脉冲的相位并输出状态字,同时根据相关电压和电流变量的变化情况为系统提供实时保护。