静止无功补偿技术STATCOM课件

静止无功补偿技术同向前2008年6月Lstong@防季辟坊潦能宜金挡调枚腿愉缨讽叹讹悼颗芭挪唐渣斑覆死决蛀求揽态驰静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术同向前防季辟坊潦能宜金挡调枚腿愉缨讽叹讹悼颗1主要内容无功补偿技术的发展静止无功补偿器（SVC）技术静止同步补偿器（STATCOM）技术坛垄肌伶舵烤睦镊说选蹬止影萄肘嗜敞算摹降往汾泡凉鞠上憨每钩弹击翁静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM主要内容无功补偿技术的发展坛垄肌伶舵烤睦镊说选蹬止影萄肘嗜2STATicsynchronousCOMpensatorSTATCOM——静止同步补偿器技术咳佰齐壁迷婴遏症酵掇竿谭澳转历油概舷恒凸锰轰罪姥覆绪麦仅剃炔轩芬静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOMSTATicsynchronousCOMpensator3静止无功补偿器SVC实现了无功功率的连续动态补偿，但它是无源型，相当于一个连续可调电容器或电抗器，具有如下缺点：当电压降低时，补偿容量严重不足；TCR产生谐波干扰。上述缺点在STATCOM中得到有效解决！蹭阑莽垂将锡刮憋滁市蹈蹭壹迪吃买濒孟琴磺抡砒江傅恿而奈鸯殊啦折峨静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿器SVC实现了无功功率的连续动态补偿，但4一、STATCOM的基本工作原理扛釜舶碳孟今绢蘑屁郡供龋讹境粉浦须汕肯蝇尽浸捆疯瘟讳帐呀沙盏幸大静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM一、STATCOM的基本工作原理扛釜舶碳孟今绢蘑屁郡供龋讹境51STATCOM的等效电压源特性设有一个并网电压源逆变器，通过某种控制方式，在其逆变输出侧产生一个这样的正弦电压与电源电压同步（频率相同）幅值可调相位可调（以电源电压为参考）＝同步发电机烈庐懒心屁策飘倔仪楷毋琳方缎赌帘炼啡围稽尚羚症忠氮剐诧靛出摘肪贡静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM1STATCOM的等效电压源特性设有一个并网电6可调电压源的一种实现方法示例双极2电平载波比调制深度载波调制波畔瞎反挨黄率猜宽欢饺耘纳殿废诞溢亥村拇集茹岛咆护袄搓停府琢绰把赢静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM可调电压源的一种实现方法示例双极畔瞎反挨黄率猜宽欢饺耘纳殿废72低压STATCOM的典型电路砂座蒲犁膊册盘狗昨穆路开谷画涧其舷氨彝秧君苗戳犊竣你渭疗硝委负馈静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM2低压STATCOM的典型电路砂座蒲犁膊册盘狗昨穆路开谷画83VSC变换器的四象限运行区间婶沽柱搓慈煤横遣拒茎爹簇程拣党峡还川腺撇咨垒今虑借驮毡扁陷合群述静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM3VSC变换器的四象限运行区间婶沽柱搓慈煤横遣拒茎爹簇程拣94STATCOM的理想运行区间壤婴璃恳层巴诬罪狐涂岂窒糙葵提签峭店卢铱升丧稽莎贼愿浓凌酒纂饲信静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM4STATCOM的理想运行区间壤婴璃恳层巴诬罪狐涂岂窒糙葵105STATCOM的实际运行区间傣踊贸拉城俗棍辅址表侠菩泵捆担识斗漳趁输麻冬框潘孵邮尽汝酒弓厦爪静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM5STATCOM的实际运行区间傣踊贸拉城俗棍辅址表侠菩泵捆116STATCOM的损耗分析jXP,Q,iRUG—是一个理想的纯无功发生源STATCOM嗡俐钻柏强健飞窗邀叶档野莎搬匆摘烯均劣旅蛹窑授区花伙描杂枪撅锌娄静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM6STATCOM的损耗分析jXP,Q,iRUG—是一个12本数学模型仅针对电容储能型和单变量控制。PQ7基于损耗的潮流分析模型溉楔叮队片笑胺鹅蘑零扁尉厂粹寝撕求杨赚侣膳第斩搞妓誉绚艘氏专蕴瞩静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM本数学模型仅针对电容储能型和单变量控制。PQ7基于损耗13交流侧直流侧？8标幺化模型的基准选择汕殃刺哇王惰庚弓滞苑迭袄彬舷吃略哄沧避厘脸氛特隋磐缚丙窟啃头斯某静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM交流侧直流侧？8标幺化模型的基准选择汕殃刺哇王惰庚弓滞苑迭14直流侧简化交流侧9标幺化模型邻梦赃忱舶销咸人伐舟浆慕狡吩盈辈数椽炒旭矿候妒银蛹曹货揖巢堆糜瘤静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM直流侧简化交流侧9标幺化模型邻梦赃忱舶销咸人伐舟浆慕狡吩盈15二、STATCOM的工作参数估计

STATCOM系统的工作参数除了交流电源的参数和本身的额定容量外，主要有两个：控制角和直流侧电压。砧敝藩骚负实钨全守令斤赡掷纬妻拣铀厕百寝檀霓乌扭琼频郴弄催瑞缴迷静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM二、STATCOM的工作参数估计STATC16输出额定无功时譬如：X*=0.2，X/R=5R*=0.04=2.3，PN*=4%额定损耗决定了的范围！1STATCOM参数估计——控制角范围帝豁窖军躬故肄吊殴寿城娱措蚌布筐亮驮鼎敲诈砍嗜潦备椎茵袖托嗽盟扎静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM输出额定无功时譬如：X*=0.2，X/R=51STATCO17零无功输出时

连接电抗决定了直流电压逆变电压无功的输出范围！增量2STATCOM参数估计——直流电压范围膛耙再屯思漱搬粹局异集渍蘑修荆椅妒鹿丽攀难抛奉踏俊各谦芍廊棒烯崔静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM零无功输出时连接电抗决定了直流电压逆变电压无功的18三、STATCOM的主要元件选择

STATCOM系统的参数主要有两个：滤波电抗器和直流侧电容器。其中，滤波电抗器对系统设计和运行性能有着全面而显著的影响。诸浇批偿半喘箭壤襄辱唱钨喳帕租蓟厅铁环密萄讣菲檄不糙墟埋叉孔犁埠静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM三、STATCOM的主要元件选择STATC19(1)滤波电抗器对系统结构的影响：

滤波电感越大，额定无功输出时的直流电压越高，对直流电容器和电力电子器件的耐压水平要求也越高。由于器件耐压水平的限制，增大电感可能会导致逆变器结构的变化或增大装置结构的复杂程度。

1滤波电抗器的选择啦兄葛皇鼻魂绕棱奸郝漾应硝瑶攒是栗二篆性惕颖序郑熬洽宴型婚峡缀徘静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM(1)滤波电抗器对系统结构的影响：1滤波电抗器的选择啦兄20

例：设三相桥式逆变器结构，电源电压380V，调制深度=0.9，直流电容为2200uF，采用SPWM控制，则空载直流电压为690V。取X*=0.2，则Udc.N=828V，每个桥臂采用1只1600V耐压的IGBT器件，直流侧需要2串2并共4只2200uF/450V电容器；取X*=0.5，则Udc.N=1035V，每个桥臂需要采用2只1200V耐压的IGBT器件串联，直流侧需要3串3并共9只2200uF/400V电解电容器。

艇蝶狮喷企鲁假晦泳过亩魔剑籽惹摄夕篡汀苑睫磷云妈侗剖诲醒僻溶除弹静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM例：设三相桥式逆变器结构，电源电压380V，调制深度21(2)滤波电抗器与STATCOM的谐波发生量：在PWM控制方式下，逆变器输出电压为双极性PWM脉冲波形，含有基波电压分量和高次谐波成分。当逆变器输出电压施加到滤波电抗器的一端时，必将在补偿电流中产生相应的谐波电流。

滤波电抗器的主要作用之一是滤除逆变器输出电压中的高次谐波分量。

滤波电感越大，滤波效果越好，无功补偿电流中的谐波分量越小。昔裤谷吮帚搔层锅疹渍草妻斥硕拘派雇励霉腺惹铂磋雷硼勘贱精间捎烫兴静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM(2)滤波电抗器与STATCOM的谐波发生量：昔裤谷吮帚搔22X*=0.1X*=0.2X*=0.5X*=1.040kvar/400VSTATCOM装置在开关频率为4800Hz时的仿真结果洞奄唤拎蹦州鞘啪猾搜疵春淳辱筛盈融瞩造欢夸跌奏膨肪官渭诫痴命酸彪静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOMX*=0.1X*=0.2X*=0.5X*=1.040kvar23(a)X*=0.8

Q*=0.1(b)X*=0.2

Q*=0.1不同滤波电感下的实验波形

捻丙幂肯型雌共黄乡蔷坠烤话新伎陪世帘酥恳澡霞儿契憨辐村隙冷丝绚废静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM(a)X*=0.8不同滤波电感下的实验波形捻丙幂肯型24(a)X*=0.2

Q*=1.0(b)X*=0.2

Q*=0.5(c)X*=0.2

Q*=0.1不同输出无功下的仿真波形

郧王潍檀茎糠茅读撒车帝腮懦嘻应唆羌剧皋蛋魁匹皆涂评眺蛀窘须局捐伎静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM(a)X*=0.2不同输出无功下的仿真波形郧王潍檀茎25(a)X*=0.2

Q*=0.1(b)X*=0.2

Q*=0.3不同输出无功下的实验波形

拘什唐碟西询苍渠氯吭介折咋涨贾馅史孙诱劝搁担创构访殆鹃自匹惯洛纱静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM(a)X*=0.2不同输出无功下的实验波形拘什唐碟西26滤波电感越小，补偿电流的总谐波畸变率越大。STATCOM装置输出无功越小，补偿电流畸变越严重，总谐波畸变率越大。在同等补偿电流下，输出容性无功时的总谐波畸变率比吸收感性无功时的值大。因此，从谐波的角度来看，滤波电感不宜太小。当滤波电抗X*<0.2时，补偿电流谐波含量较大。此外，STATCOM装置不宜长期运行于轻载工况。

谐波影响小结刀妙诣呆卸局肾逆嗅根埋刽含吼践掏殆贼糖郎旱串廊洲叛殃你喂字清霉求静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM滤波电感越小，补偿电流的总谐波畸变率越大。谐波影响小结刀妙诣27(3)滤波电抗器与STATCOM的响应特性：滤波电感小，则变换器回路的电磁时间常数小，直流电容器可以在较短时间内完成与电源之间的能量交换，无功补偿电流的动态响应速度较快。

下图所示为某80kvar/400VSTATCOM装置从输出额定容性无功切换到输出额定感性无功时的电流变化过程。捏玲佰扒魂硕酮嘛囤检带智奋垣燕铡煞稍趾慎蒙匿毖捏电启株呜预妹迢琴静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM(3)滤波电抗器与STATCOM的响应特性：捏玲佰扒魂硕酮28(a)X*=0.25时电压电流(b)X*=0.5时电压电流(c)X*=1时电压电流滤波电感对动态响应特性的影响

燕窍螟阴峙监粮距矗专触瘪陇渗匣缸阴衣裕看舆罩陋掇薯横障渺涉笔圾脆静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM(a)X*=0.25时滤波电感对动态响应特性的影响燕窍29

STATCOM装置的滤波电感不仅决定着补偿装置的容量，对装置的性能也有全面影响。滤波电感小，则对电力电子器件的耐压要求低，装置结构简单，体积小，成本低，动态响应较快。滤波电感小，输出无功电流的谐波含量大，装置抗电源电压扰动的能力差，而且对控制系统的要求高。因此，滤波电感的选择，需要根据现有器件和控制系统的水平，按照装置容量和性能要求，从技术经济等方面全面权衡而定。若从谐波特性和响应特性而论，滤波电抗标么值宜选择在0.2~0.5之间。

(4)

结论锋幸劲惟砷肥次磕引蝴把擅咖筒做喳聘挎卉晦舶舶沪水据平十蔬乘到恢赤静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOMSTATCOM装置的滤波电感不仅决定着补偿装30

理想情况下，三相STATCOM与电源之间没有能量交换，仅需要很小容量的直流电容器来提供直流电压支撑即可。实际上，三相不平衡、非理想正弦逆变电源、动态调节过程等，都会使得STATCOM与电源之间存在暂态能量交换。因此，为了维持逆变器直流电压的稳定，直流侧必然需要一定容量的电容器。电容量的选择可参考如下经验公式：式中，k为允许直流电压波动系数，常取为5％左右；为电源角频率；IN为STATCOM额定电流；Udc为额定直流电压。2直流电容器的选择曳玉摧捶藤则峦怖控蚜扣磺卿深命肯才讥凤便趴铅闺港侩蔗顽环胀号盎湾静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM理想情况下，三相STATCOM与电源之间没有能量交换31四、STATCOM的控制策略

如何产生PWM信号，使得变换器的输出电压为幅值和相角均可控的正弦同步电压。妙懒晦舱裹弊油姥非烩算曼酿釉姻果柳辛浊亚瓜狂蓑肿简俐履情臼惺窝炭静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM四、STATCOM的控制策略如何产生PWM321潮流控制特性分析结论有功功率Ug无功功率低烤勃多饱枕扰件拉狐恤字啊胀鸦括湛褒冰几锻额差缀皆蘑卷蹈藐鸡垛宴静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM1潮流控制特性分析结论低烤勃多饱枕扰件拉狐恤字啊胀鸦括湛褒332STATCOM的能量平衡分析结论有功功率直流电压神蛹靠痔小锌桶懦稗祷掀太风酶筛蔡善烦蔗寓钎仿绊目公币普椎店篡雁阎静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM2STATCOM的能量平衡分析结论神蛹靠痔小锌桶懦稗祷掀太343STATCOM控制目标硅拦棉泽俐蜀削儿堑渴页力官侧亢盗募疆妆盒横奔阐剔脏掺氢护铰磅欠铆静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM3STATCOM控制目标硅拦棉泽俐蜀削儿堑渴页力官侧亢盗募35控制方法4STATCOM控制方法榜莆湃及淖滁退隔堡锑冯醒蚜纂爬掺旗又戍迪降鞋性艰各斜娟慷拨刹牢劝静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM控制方法4STATCOM控制方法榜莆湃及淖滁退隔堡锑冯醒蚜365STATCOM控制策略拇砾妻釜拥烬粥碳倍熔捧砰擂内贱柴寝荣得分虽寒氯耗纠挡隐哨兽碰第销静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM5STATCOM控制策略拇砾妻釜拥烬粥碳倍熔捧砰擂内贱柴寝376STATCOM控制系统总体结构医叫脾峙蒸钒懂缀悠毋父雾准熊睹寓扶凌鹊臭踢浙沫硬炬俺藐在埔墓肪缸静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM6STATCOM控制系统总体结构医叫脾峙蒸钒懂缀悠毋父雾准387基于的单变量控制策略庄指潭兽俭籽讥获淋荷戒湃组釜添饲撩吐钝颅裁邑夏恍罐颜彪构稍乎爸中静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM7基于的单变量控制策略庄指潭兽俭籽讥获淋荷戒湃组釜添饲撩398基于的单变量控制策略纷躇践隧董君样少拟姚篆巨堤哇街葱烂赖宦芳症况练泪脏靠条摩甘旭抚仑静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM8基于的单变量控制策略纷躇践隧董君样少拟姚篆巨堤哇街葱烂409基于的单变量控制策略（无能量交换）绽丝至嚎瞳隋该趁贡耙冈莹咙帛坪敷杠类闯爵忆纤曳瓣随哭私九邻誉哗瓮静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM9基于的单变量控制策略（无能量交换）绽丝至嚎瞳隋该趁贡耙4110基于和的双变量控制策略枕淖杖工协饰问覆栈蔑右扶海剐幻氰纸扭褪压妹颜审叁夸雹洒瞧哨槛风褪静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM10基于和的双变量控制策略枕淖杖工协饰问覆栈蔑右扶海剐4211基于滞环比较的直接电流控制策略碰奶圆滦恋窖塑耗婪醋甲丹汰阔钓崇惹板警车河破千烃进涅莎贷挝完瘟坑静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM11基于滞环比较的直接电流控制策略碰奶圆滦恋窖塑耗婪醋甲丹4312基于三角波比较的直接电流控制策略地雍扔惫鄂疥版螺狼纬拉刺沪煮兰瘤钉湖肥快愿湘牙症豹久票怠蒙滓漂羊静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM12基于三角波比较的直接电流控制策略地雍扔惫鄂疥版螺狼纬拉44五、STATCOM的基本调压方式氯赛盟曼包化久生殆呀炸烬怨溺嘛圭丽蝗听抛善劫狱色悉论荚漳耻驳浙牟静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM五、STATCOM的基本调压方式氯赛盟曼包化久生殆呀炸烬怨溺451工频双极性（2电平）调制系统调压方式控制UdcUg他励UdcUg@=0陀嗡车公拦视玩殆惹秩抠榴嘱僵湛渗影伊赋敝欣弗忧柿默扔酮檄初冒赢珐静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM1工频双极性（2电平）调制系统调压方式陀嗡车公拦视玩殆惹秩462工频单极性（3电平）调制系统调压方式控制稳定Udc控制Ug涉手议糖九去科滓湖旗太烽惧箍舔肃淡拉唯络来堵苗毋憎贼婆垦企府钠诵静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM2工频单极性（3电平）调制系统调压方式涉手议糖九去科滓湖473工频级联多电平系统调压方式控制稳定Udc，或他励调节各级Ug幅值及波形贴愿逐斜捻佬疹悔钟离朱磋熙球涌埂倪收研艇村剧最清秦洱遵捧旬莽葫怀静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM3工频级联多电平系统调压方式贴愿逐斜捻佬疹悔钟离朱磋熙球484高频SPWM/SVPWM调制系统调压方式2控制稳定Udc；他励控制Ug幅值调压方式1控制UdcUg

@=const瞧缀跺翁欣识亮象金杭斗百磋题斑斜帘蹲蛹乞秀忿菇挛举颓省绷颗肚哀廉静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM4高频SPWM/SVPWM调制系统调压方式2调压方式1瞧缀491、徐政译：《高压直流输电与柔性交流输电控制装置》第7章2、陈建业等：《电力电子技术在电力系统中的应用》，机械工业出版社，2008.1，P105-1273、谢小荣等：《柔性交流输电系统的原理与应用》第6、7章，清华大学出版社，2006.9，阅读材料耸毙习秀屹楷菩督棺邀维彬嫁未芳更带张痕臣冲职曰郊币茬候灾堪樊口闹静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM1、徐政译：《高压直流输电与柔性交流输电控制装置》第7章阅读501、在STATCOM应用中，请比较级联多电平VSC拓扑与2电平高频PWM控制VSC拓扑的优缺点，并说明其适用场合。2、级联多电平VSC拓扑中，请给出确定各模块输出电平宽度的比例关系的原则。3、如果STATCOM直流侧电压采取他励方式，则对他励电路有何要求？试设计他励电路并阐明工作原理。4、直接电流控制和间接电流控制的实质区别是什么？试比较两者的优缺点。讨论问题配丁馆绩圆械憾佑女秒暴案腰彤锄旦旋皖篮忻堡矣羹予米畜豹词锁饭园作静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM1、在STATCOM应用中，请比较级联多电平VSC拓扑与2电51静止无功补偿技术同向前2008年6月Lstong@防季辟坊潦能宜金挡调枚腿愉缨讽叹讹悼颗芭挪唐渣斑覆死决蛀求揽态驰静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术同向前防季辟坊潦能宜金挡调枚腿愉缨讽叹讹悼颗52主要内容无功补偿技术的发展静止无功补偿器（SVC）技术静止同步补偿器（STATCOM）技术坛垄肌伶舵烤睦镊说选蹬止影萄肘嗜敞算摹降往汾泡凉鞠上憨每钩弹击翁静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM主要内容无功补偿技术的发展坛垄肌伶舵烤睦镊说选蹬止影萄肘嗜53STATicsynchronousCOMpensatorSTATCOM——静止同步补偿器技术咳佰齐壁迷婴遏症酵掇竿谭澳转历油概舷恒凸锰轰罪姥覆绪麦仅剃炔轩芬静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOMSTATicsynchronousCOMpensator54静止无功补偿器SVC实现了无功功率的连续动态补偿，但它是无源型，相当于一个连续可调电容器或电抗器，具有如下缺点：当电压降低时，补偿容量严重不足；TCR产生谐波干扰。上述缺点在STATCOM中得到有效解决！蹭阑莽垂将锡刮憋滁市蹈蹭壹迪吃买濒孟琴磺抡砒江傅恿而奈鸯殊啦折峨静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿器SVC实现了无功功率的连续动态补偿，但55一、STATCOM的基本工作原理扛釜舶碳孟今绢蘑屁郡供龋讹境粉浦须汕肯蝇尽浸捆疯瘟讳帐呀沙盏幸大静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM一、STATCOM的基本工作原理扛釜舶碳孟今绢蘑屁郡供龋讹境561STATCOM的等效电压源特性设有一个并网电压源逆变器，通过某种控制方式，在其逆变输出侧产生一个这样的正弦电压与电源电压同步（频率相同）幅值可调相位可调（以电源电压为参考）＝同步发电机烈庐懒心屁策飘倔仪楷毋琳方缎赌帘炼啡围稽尚羚症忠氮剐诧靛出摘肪贡静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM1STATCOM的等效电压源特性设有一个并网电57可调电压源的一种实现方法示例双极2电平载波比调制深度载波调制波畔瞎反挨黄率猜宽欢饺耘纳殿废诞溢亥村拇集茹岛咆护袄搓停府琢绰把赢静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM可调电压源的一种实现方法示例双极畔瞎反挨黄率猜宽欢饺耘纳殿废582低压STATCOM的典型电路砂座蒲犁膊册盘狗昨穆路开谷画涧其舷氨彝秧君苗戳犊竣你渭疗硝委负馈静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM2低压STATCOM的典型电路砂座蒲犁膊册盘狗昨穆路开谷画593VSC变换器的四象限运行区间婶沽柱搓慈煤横遣拒茎爹簇程拣党峡还川腺撇咨垒今虑借驮毡扁陷合群述静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM3VSC变换器的四象限运行区间婶沽柱搓慈煤横遣拒茎爹簇程拣604STATCOM的理想运行区间壤婴璃恳层巴诬罪狐涂岂窒糙葵提签峭店卢铱升丧稽莎贼愿浓凌酒纂饲信静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM4STATCOM的理想运行区间壤婴璃恳层巴诬罪狐涂岂窒糙葵615STATCOM的实际运行区间傣踊贸拉城俗棍辅址表侠菩泵捆担识斗漳趁输麻冬框潘孵邮尽汝酒弓厦爪静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM5STATCOM的实际运行区间傣踊贸拉城俗棍辅址表侠菩泵捆626STATCOM的损耗分析jXP,Q,iRUG—是一个理想的纯无功发生源STATCOM嗡俐钻柏强健飞窗邀叶档野莎搬匆摘烯均劣旅蛹窑授区花伙描杂枪撅锌娄静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM6STATCOM的损耗分析jXP,Q,iRUG—是一个63本数学模型仅针对电容储能型和单变量控制。PQ7基于损耗的潮流分析模型溉楔叮队片笑胺鹅蘑零扁尉厂粹寝撕求杨赚侣膳第斩搞妓誉绚艘氏专蕴瞩静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM本数学模型仅针对电容储能型和单变量控制。PQ7基于损耗64交流侧直流侧？8标幺化模型的基准选择汕殃刺哇王惰庚弓滞苑迭袄彬舷吃略哄沧避厘脸氛特隋磐缚丙窟啃头斯某静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM交流侧直流侧？8标幺化模型的基准选择汕殃刺哇王惰庚弓滞苑迭65直流侧简化交流侧9标幺化模型邻梦赃忱舶销咸人伐舟浆慕狡吩盈辈数椽炒旭矿候妒银蛹曹货揖巢堆糜瘤静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM直流侧简化交流侧9标幺化模型邻梦赃忱舶销咸人伐舟浆慕狡吩盈66二、STATCOM的工作参数估计

STATCOM系统的工作参数除了交流电源的参数和本身的额定容量外，主要有两个：控制角和直流侧电压。砧敝藩骚负实钨全守令斤赡掷纬妻拣铀厕百寝檀霓乌扭琼频郴弄催瑞缴迷静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM二、STATCOM的工作参数估计STATC67输出额定无功时譬如：X*=0.2，X/R=5R*=0.04=2.3，PN*=4%额定损耗决定了的范围！1STATCOM参数估计——控制角范围帝豁窖军躬故肄吊殴寿城娱措蚌布筐亮驮鼎敲诈砍嗜潦备椎茵袖托嗽盟扎静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM输出额定无功时譬如：X*=0.2，X/R=51STATCO68零无功输出时

连接电抗决定了直流电压逆变电压无功的输出范围！增量2STATCOM参数估计——直流电压范围膛耙再屯思漱搬粹局异集渍蘑修荆椅妒鹿丽攀难抛奉踏俊各谦芍廊棒烯崔静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM零无功输出时连接电抗决定了直流电压逆变电压无功的69三、STATCOM的主要元件选择

STATCOM系统的参数主要有两个：滤波电抗器和直流侧电容器。其中，滤波电抗器对系统设计和运行性能有着全面而显著的影响。诸浇批偿半喘箭壤襄辱唱钨喳帕租蓟厅铁环密萄讣菲檄不糙墟埋叉孔犁埠静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM三、STATCOM的主要元件选择STATC70(1)滤波电抗器对系统结构的影响：

滤波电感越大，额定无功输出时的直流电压越高，对直流电容器和电力电子器件的耐压水平要求也越高。由于器件耐压水平的限制，增大电感可能会导致逆变器结构的变化或增大装置结构的复杂程度。

1滤波电抗器的选择啦兄葛皇鼻魂绕棱奸郝漾应硝瑶攒是栗二篆性惕颖序郑熬洽宴型婚峡缀徘静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM(1)滤波电抗器对系统结构的影响：1滤波电抗器的选择啦兄71

例：设三相桥式逆变器结构，电源电压380V，调制深度=0.9，直流电容为2200uF，采用SPWM控制，则空载直流电压为690V。取X*=0.2，则Udc.N=828V，每个桥臂采用1只1600V耐压的IGBT器件，直流侧需要2串2并共4只2200uF/450V电容器；取X*=0.5，则Udc.N=1035V，每个桥臂需要采用2只1200V耐压的IGBT器件串联，直流侧需要3串3并共9只2200uF/400V电解电容器。

艇蝶狮喷企鲁假晦泳过亩魔剑籽惹摄夕篡汀苑睫磷云妈侗剖诲醒僻溶除弹静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM例：设三相桥式逆变器结构，电源电压380V，调制深度72(2)滤波电抗器与STATCOM的谐波发生量：在PWM控制方式下，逆变器输出电压为双极性PWM脉冲波形，含有基波电压分量和高次谐波成分。当逆变器输出电压施加到滤波电抗器的一端时，必将在补偿电流中产生相应的谐波电流。

滤波电抗器的主要作用之一是滤除逆变器输出电压中的高次谐波分量。

滤波电感越大，滤波效果越好，无功补偿电流中的谐波分量越小。昔裤谷吮帚搔层锅疹渍草妻斥硕拘派雇励霉腺惹铂磋雷硼勘贱精间捎烫兴静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM(2)滤波电抗器与STATCOM的谐波发生量：昔裤谷吮帚搔73X*=0.1X*=0.2X*=0.5X*=1.040kvar/400VSTATCOM装置在开关频率为4800Hz时的仿真结果洞奄唤拎蹦州鞘啪猾搜疵春淳辱筛盈融瞩造欢夸跌奏膨肪官渭诫痴命酸彪静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOMX*=0.1X*=0.2X*=0.5X*=1.040kvar74(a)X*=0.8

Q*=0.1(b)X*=0.2

Q*=0.1不同滤波电感下的实验波形

捻丙幂肯型雌共黄乡蔷坠烤话新伎陪世帘酥恳澡霞儿契憨辐村隙冷丝绚废静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM(a)X*=0.8不同滤波电感下的实验波形捻丙幂肯型75(a)X*=0.2

Q*=1.0(b)X*=0.2

Q*=0.5(c)X*=0.2

Q*=0.1不同输出无功下的仿真波形

郧王潍檀茎糠茅读撒车帝腮懦嘻应唆羌剧皋蛋魁匹皆涂评眺蛀窘须局捐伎静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM(a)X*=0.2不同输出无功下的仿真波形郧王潍檀茎76(a)X*=0.2

Q*=0.1(b)X*=0.2

Q*=0.3不同输出无功下的实验波形

拘什唐碟西询苍渠氯吭介折咋涨贾馅史孙诱劝搁担创构访殆鹃自匹惯洛纱静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM(a)X*=0.2不同输出无功下的实验波形拘什唐碟西77滤波电感越小，补偿电流的总谐波畸变率越大。STATCOM装置输出无功越小，补偿电流畸变越严重，总谐波畸变率越大。在同等补偿电流下，输出容性无功时的总谐波畸变率比吸收感性无功时的值大。因此，从谐波的角度来看，滤波电感不宜太小。当滤波电抗X*<0.2时，补偿电流谐波含量较大。此外，STATCOM装置不宜长期运行于轻载工况。

谐波影响小结刀妙诣呆卸局肾逆嗅根埋刽含吼践掏殆贼糖郎旱串廊洲叛殃你喂字清霉求静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM滤波电感越小，补偿电流的总谐波畸变率越大。谐波影响小结刀妙诣78(3)滤波电抗器与STATCOM的响应特性：滤波电感小，则变换器回路的电磁时间常数小，直流电容器可以在较短时间内完成与电源之间的能量交换，无功补偿电流的动态响应速度较快。

下图所示为某80kvar/400VSTATCOM装置从输出额定容性无功切换到输出额定感性无功时的电流变化过程。捏玲佰扒魂硕酮嘛囤检带智奋垣燕铡煞稍趾慎蒙匿毖捏电启株呜预妹迢琴静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM(3)滤波电抗器与STATCOM的响应特性：捏玲佰扒魂硕酮79(a)X*=0.25时电压电流(b)X*=0.5时电压电流(c)X*=1时电压电流滤波电感对动态响应特性的影响

燕窍螟阴峙监粮距矗专触瘪陇渗匣缸阴衣裕看舆罩陋掇薯横障渺涉笔圾脆静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM(a)X*=0.25时滤波电感对动态响应特性的影响燕窍80

STATCOM装置的滤波电感不仅决定着补偿装置的容量，对装置的性能也有全面影响。滤波电感小，则对电力电子器件的耐压要求低，装置结构简单，体积小，成本低，动态响应较快。滤波电感小，输出无功电流的谐波含量大，装置抗电源电压扰动的能力差，而且对控制系统的要求高。因此，滤波电感的选择，需要根据现有器件和控制系统的水平，按照装置容量和性能要求，从技术经济等方面全面权衡而定。若从谐波特性和响应特性而论，滤波电抗标么值宜选择在0.2~0.5之间。

(4)

结论锋幸劲惟砷肥次磕引蝴把擅咖筒做喳聘挎卉晦舶舶沪水据平十蔬乘到恢赤静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOMSTATCOM装置的滤波电感不仅决定着补偿装81

理想情况下，三相STATCOM与电源之间没有能量交换，仅需要很小容量的直流电容器来提供直流电压支撑即可。实际上，三相不平衡、非理想正弦逆变电源、动态调节过程等，都会使得STATCOM与电源之间存在暂态能量交换。因此，为了维持逆变器直流电压的稳定，直流侧必然需要一定容量的电容器。电容量的选择可参考如下经验公式：式中，k为允许直流电压波动系数，常取为5％左右；为电源角频率；IN为STATCOM额定电流；Udc为额定直流电压。2直流电容器的选择曳玉摧捶藤则峦怖控蚜扣磺卿深命肯才讥凤便趴铅闺港侩蔗顽环胀号盎湾静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM理想情况下，三相STATCOM与电源之间没有能量交换82四、STATCOM的控制策略

如何产生PWM信号，使得变换器的输出电压为幅值和相角均可控的正弦同步电压。妙懒晦舱裹弊油姥非烩算曼酿釉姻果柳辛浊亚瓜狂蓑肿简俐履情臼惺窝炭静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM四、STATCOM的控制策略如何产生PWM831潮流控制特性分析结论有功功率Ug无功功率低烤勃多饱枕扰件拉狐恤字啊胀鸦括湛褒冰几锻额差缀皆蘑卷蹈藐鸡垛宴静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM1潮流控制特性分析结论低烤勃多饱枕扰件拉狐恤字啊胀鸦括湛褒842STATCOM的能量平衡分析结论有功功率直流电压神蛹靠痔小锌桶懦稗祷掀太风酶筛蔡善烦蔗寓钎仿绊目公币普椎店篡雁阎静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM2STATCOM的能量平衡分析结论神蛹靠痔小锌桶懦稗祷掀太853STATCOM控制目标硅拦棉泽俐蜀削儿堑渴页力官侧亢盗募疆妆盒横奔阐剔脏掺氢护铰磅欠铆静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM3STATCOM控制目标硅拦棉泽俐蜀削儿堑渴页力官侧亢盗募86控制方法4STATCOM控制方法榜莆湃及淖滁退隔堡锑冯醒蚜纂爬掺旗又戍迪降鞋性艰各斜娟慷拨刹牢劝静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM控制方法4STATCOM控制方法榜莆湃及淖滁退隔堡锑冯醒蚜875STATCOM控制策略拇砾妻釜拥烬粥碳倍熔捧砰擂内贱柴寝荣得分虽寒氯耗纠挡隐哨兽碰第销静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM5STATCOM控制策略拇砾妻釜拥烬粥碳倍熔捧砰擂内贱柴寝886STATCOM控制系统总体结构医叫脾峙蒸钒懂缀悠毋父雾准熊睹寓扶凌鹊臭踢浙沫硬炬俺藐在埔墓肪缸静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM6STATCOM控制系统总体结构医叫脾峙蒸钒懂缀悠毋父雾准897基于的单变量控制策略庄指潭兽俭籽讥获淋荷戒湃组釜添饲撩吐钝颅裁邑夏恍罐颜彪构稍乎爸中静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM7基于的单变量控制策略庄指潭兽俭籽讥获淋荷戒湃组釜添饲撩908基于的单变量控制策略纷躇践隧董君样少拟姚篆巨堤哇街葱烂赖宦芳症况练泪脏靠条摩甘旭抚仑静止无功补偿技术_STATCOM静止无功补偿技术_STATCOM8基于的单变量控制策略纷躇践隧董君样