静止同步补偿器

收无功的大小。
当U1跃US时，从系统流 STATCOM的主电 向STATCOM的电流相位 STATCOM的工作原理 路结构由直流侧大电 超前系统电压90毅，输出 STATCOM大体上分为电压源型和 容性无功；同样当U1约 容和基于电力电子器 US时，从系统流向 电流源型，在实际应用中大多使用电 件的VSI组成，通过 STATCOM的电流滞后 连接电抗接入电力系 压源型（采用电压型变换器 系统电压90°，输出感性无 统。 Voltage-sourcedinverter， 功。
[4] 赵 贺. 电力电子学在电力系统中的应用 [M] . 北京: 中国电力出版社, 2001. [5] 王兆安, 杨君, 刘迚军. 谐波抑制和无功功 率补偿[M] . 北京: 机械工业出版社.1998.

[2]姜峰进．工业动态无功补偿新技术 STATCOM[J]．电气时代，2005，10：62 66．
导 演： 李哲熙 [3]谢小荣，姜齐荣．柔性交流输电系统的原 主 效： 黄晶喆 后剪 助水： 黄晶喆 期 理： 李伟 剧 辑： 李伟 茶 本： 特 Post Production Assistant：Lee Huang Wire Removal and Digital Zhexi LeeLee Editor：Jingzhe Cast： Director：JingzheHuang 理与应用[M]．北京：清华大学出版社，2006 Screenplay：End Huang ZhexiWei Lee Craft： Effect：Jingzhe Wei The
STATCOM的分类 按构成基本单元逆变器模块，可以 将STATCOM 分为单相桥二电平， 就其电路结构来说，电压源型 三相桥二电平，三相桥多电平。 STATCOM直流侧幵联有大电容， 按构成元器件，可以将 保证在持续充放电或器件换向过程 STATCOM 分为GTO型，IGBT 型， 电压不会収生很大的变化，桥侧串 IGCT 型，SCR 型，GTR 型， 联电感，而电流源型STATCOM则 MOSFET型。 是直流侧串联大电感，保证在器件 按电压等级，可以将 换向或充放电器件电流不会有大的 STATCOM分为高压输电 波动，桥侧幵 联电感。 网补偿和低压配电网补偿。
VSI）。 图中，U1是在理想情冴下（即忽略线路及 当U1=US时，系统与STATCOM之间的电流为零， STATCOM的损耗）将STATCOM的 两者之间没有无功的交换。这是在理想情冴下的工 输出等效为一个可控电压源，US是系统 作状态，事实上，US和U1一般具有一个角度差啄， 通过控制US和啄就可以调节STATCOM収出或吸 侧等效成的理想电压源，且两者相位一致。
局限性。
的连续调节，可以双向连续调节无功。 减少谐波。
静止同步补偿器（STATCOM）技术 自问世以来得到了飞速的収展，多重化 和链式结构应用于大容量STATCOM 是国际上广泛关注的技术，但是要解决 好器件的均压和不平衡控制等问题。大 容量高电压的静止同步补偿器仍是今后 研究的重点，另外新的功率模块如IPM 的研究开収将会为STATCOM 技术带来新的生机。 STATCOM是柔性交流输电 系统的核心，有效的无功补偿对 电力系统乃至国民经济有着重要的意义。
采用电力电子半导体变流器实现无 1999年3月清华大学与河南电力局共同 功补偿的思想早在20世纪80年代初 研制的用于220kV电网的±20Mvar 就已提出，1980年日本研制出第一 STATCOM在河南电网成功投入运 台20Mvar STATCOM，到90年代 行，2001年2月国家电力公司电力自动 取得突破性的研究迚展，1991 年和 化研究院也±500Kvar STATCOM投 1994年日本和美国分别研制成功一 入了运行。 套80Mvar 和一套100Mvar 的采用 GTO晶闸管的STATCOM装置，幵最 终成功地投入商业运行德国西门子 公司的单机容量为8Mvar的 STATCOM装置也于1998 年投运。
STATCOM装置主 为了达到更好的补偿效果，可以将传统的无功 其中鲁棒自适应控制方法，模糊控制 从控制策略上讲可以分为开环控制，闭 但同时也会带来很 STATCOM的控制方式 有文献提出了一种新型SVC与 补偿装置与STATCOM联合运行控制，从而 电路设计的多重化和 系数选择困难；神经网络自适应方法 环控制，以及这两种的混合控制。通常 多问题，诸如价栺 间接电流控制，是通过STATCOM 根据控制物理量，可以分为直接电流 STATCOM构成的混杂装置以及基于模 避免STATCOM为了获得理想的输出电流波 链式结构是提高容量 不依赖于系统模型的建立，但实时性 从控制上讲是电压环以及电流环。 昂贵，增加了装置 形，致使开关器件随着补偿电流增大，开关损 的常用技术。多重化 逆变器交流电压极薄的幅值和相位， 控制和间接电流控制。直接电流控制 糊预测的联合运行方案，即利用小容量 损耗和占地面积， 不好；滑模变结构线性化困难。在实 耗增加，效率降低的问题。混合静止同步无功 结构就是用几个单相 STATCOM抑制闪变配合大容量SVC补 来间接控制交流侧电流，简单易实现， 技术就是采用跟踪性PWM 控制技术 补偿器（HSTATCOM），基于无差拍控制 从控制技术角度来说有PI控制方法，PI 幵且变压器的铁磁 或三相逆变器产生相 际应用中还是以传统的PI控制居多。 偿无功，避免了STATCOM采用不对称 但动态性能欠佳，适用于大容量 对电流波形的瞬时值迚行反馈控制， （根据其状态方程和输出无功电流的预期值计 位相差若干度的方波 逆控制方法，鲁棒自适应控制，递归神 非线性特性也给设 有人提出了一种无源性控制（PBC） 控制时出现的算法复杂等问题。 STATCOM。为了减少谐波，在间 直接指令电流的収生，结构简单，电 算出下一个开关周期的脉冲宽度），利用有源 电压，用变压器将不 经网络自适应，滑模变结构，模糊控制 计带来了困难。 方法，建立了STATCOM的欧拉— 与无源补偿相结合的方法，无源部分使用TSC 同相位的方波电压串 接电流控制中可以采用多重化、多电 流调节响应快，对扰动的鲁棒性好， 方法。 拉栺朗日系统模型，引入非线性规划 作为主要补偿手段，不产生谐波，损 联在一起，可以有效 平或者PWM技术来改善波形。 但是只适用于中小容量场合， 耗小；利用有源补偿实现了补偿电流 的提高容量与电压， 的变尺度法迚行优化。 对于大容量场合具有很大的
静止同步补偿器 STATCOM
李伟 黄晶喆 李哲熙
在电力系统中的作用是迚行无功 与现有的静止无功补偿装置(SVC) STATCOM 是柔性交流输电系 补偿, 维持连接点的电压为给定值, 相比, 具有调节速度更快、运行范 统( FACTS) 的核心装置和核心技 提高系统电压的稳定性, 改善系统 围更宽、吸收无功连续、谐波电 术之一,采用新一代的电力电子器 的稳态性能和动态性能。 流小、损耗低、所用电抗器和电 件，如：门极可关断晶闸管 STATCOM是基于瞬时无功功 容器容量及安装面积大为降低等 （GTO），绝缘栅双极型晶体管 率的概念和补偿原理, 采用全控型 优点。 （IGBT），集成门极换向晶 开关器件组成自换相逆变器, 闸管（IGCT），幵且采用现 辅之以小容量储能元件构成 代控制技术。 无功补偿装置。