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SVG的原理、特点及优势1、静止无功补偿技术介绍静止无功补偿技术经历了3代：第1代为机械式投切的无源补偿装置，属于慢速无功补偿装置，在电力系统中应用较早，目前仍在应用；第2代为晶闸管投切的静止无功补偿器（SVC），属无源、快速动态无功补偿装置，出现于20世纪70年代，国外应用普遍，我国目前有一定应用，主要用于配电系统中，输电网中应用很少；第3代为基于电压源换流器的静止同步补偿器（Static Synchronous Compensator，STATCOM），亦称SVG，属快速的动态无功补偿装置，国外从20世纪80年代开始研究，90年代末得到较广泛的应用。
早期的无功补偿装置主要是无源装置，方法是在系统母线上并联或者在线路中串联一定容量的电容器或者电抗器。
这些补偿措施改变了网络参数，特别是改变了波阻抗、电气距离和系统母线上的输入阻抗。
无源装置使用机械开关，它不具备快速性、反复性、连续性的特点，因而不能实现短时纠正电压升高或降落的功能。
20世纪70年代以来，以晶闸管控制的电抗器（TCR）、晶闸管投切的电容器（TSC）以及二者的混合装置（TCR+TSC）等主要形式组成的静止无功补偿器（SVC）得到快速发展。
SVC可以看成是电纳值能调节的无功元件，它依靠电力电子器件开关来实现无功调节。
SVC 作为系统补偿时可以连续调节并与系统进行无功功率交换，同时还具有较快的响应速度，它能够维持端电压恒定。
SVC虽然能对系统无功进行有效的补偿，但是由于换流元件关断不可控，因而容易产生较大的谐波电流，而且其对电网电压波动的调节能力不够理想。
随着大功率全控型电力电子器件GTO、IGBT及IGCT的出现，特别是相控技术、脉宽调制技术（PWM）、四象限变流技术的提出使得电力电子逆变技术得到快速发展，以此为基础的无功补偿技术也得以迅速发展。
静止同步补偿器，作为FACTS家族最重要的成员，在美国、德国、日本、中国相继得到成功应用。
电压型的STATCOM（SVG）直流侧采用直流电容为储能元件，通过逆变器中电力半导体开关的通断将直流侧电压转换成交流侧与电网同频率的输出电压。
基于PSCAD/EMTDC的三电平电压源型STATCOM的仿真研究作者：房公柱谢歆来源：《现代电子技术》2015年第22期摘要：根据STATCOM的基本原理，分析和推导了其数学模型。
根据其数学模型，利用PSCAD/EMTDC电力系统仿真软件建立了三电平静止同步补偿器STATCOM的仿真模型。
采用SPWM调制方式和PI调节的控制策略来控制系统的直流侧电压的稳定和输出无功功率的大小，并对其进行了仿真。
仿真结果证明采用此种控制策略能够达到控制要求，也说明了三电平电压源型STATCOM可以很好地补偿无功功率，提高功率因数，有效地改善电能质量。
关键词： PSCAD/EMTDC；三电平电压源型静止同步补偿器；变换器；无功补偿；SPWM中图分类号： TN702.2⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2015）22⁃0147⁃03静止同步补偿器STATCOM具有体积小、容量大、调节连续、响应速度快、经济性能好等优点，对于抑制电压闪变，提高电力系统暂态稳定性、可靠性、安全性具有重要的作用，因此，STATCOM在电力系统中的应用受到了广泛的重视[1⁃2]。
STATCOM也是一种电力电子装置，其基本形式仍然是三相桥式电压型或电流型的拓扑结构，主要以电压型为主。
对于大功率逆变器的场合，开关器件的功率处理能力和开关频率之间存在着矛盾，一般功率越大开关频率越低。
两电平变流器在中高压场合运用时，由于受到开关频率的限制难以应用高性能PWM技术来改善传统大容量变流器的性能，人们力图通过对大功率变流器的电路拓扑和控制策略等方面进行研究以提高电力电子变流器的容量同时改善其性能[3⁃6]。
在STATCOM中，也经常采用两电平变流器的多重化技术，但是这需要昂贵、笨重、耗能的变压器，大大增加了系统的体积和成本。
本文采用中点箝位型三电平逆变电路构成STATCOM的主电路[7]，简要介绍其工作原理，并在PSCAD/EMTDC下进行了STATCOM的补偿特性的仿真研究。
1、前言静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator, STATCOM)，是目前最先进的无功补偿技术，近年来随着电力电子开关技术的进步而逐渐兴起。
STATCOM的原理是利用全控型大功率电力电子器件构成可控的电压源或电流源，使其输出电流超前或滞后系统电压90 ，从而对系统所需的无功进行动态补偿。
早期有文献称之为静止无功发生器(Static Var Generator, SVG) 。
利用电力电子变流器进行无功补偿的可能性虽然早在20 年前就已经为人们所认识，但限于当时电力电子器件的耐压和功率水平，无法制造出输电系统中具有实用价值的装置。
直到近年来，尤其是高压大功率的门极可关断晶闸管GTO 的出现，才极大的推动了STATCOM 的开发和应用。
STATCOM 是并联型FACTS 设备，它同基于可控电抗器和投切电容器的传统静止无功补偿器SVC 相比，性能上具有极大的优越性，越来越得到广泛的重视，必将取代SVC 成为新一代的无功电压控制设备。
目前，世界上已有多台投入运行的大容量STATCOM 装置，如表1-1 所示。
由此可见，目前为止国际上只有美、日、德、中、英等少数几个国家掌握了STATCOM 的应用开发技术。
2006 年2 月28 日，由上海电力公司、清华大学、许继集团公司等单位共同研制的±50Mvar STATCOM 在上海黄渡分区西郊变电站并网试运行。
表1-1 国内外已在输电系统投运的STATCOM 装置（UPFC 并联部分为STA TCOM）表1-1 中除最后一项外，全部采用了变压器多重化的主电路方案，主电路拓扑为图1-1。
变压器多重化方式可成倍增加装置容量并降低输出谐波。
然而，多重化变压器的引入带来了很多问题：首先，它的价格非常昂贵，约为成本的1/3～1/4；其次，它使装置增加了50％左右的损耗和40％左右的占地面积；第三，变压器的铁磁非线性特性给控制器设计带来了很大的困难，同时也是引发装置故障的重要原因。
链式STATCOM在密集型大城市电网中的应用摘要:链式结构是高压大容量STATCOM中广泛应用的一种结构。
本文首先介绍了链式STATCOM的拓扑结构;然后详细分析了母线电压控制策略;最后针对装置自身存在的不对称,采用分相电流校正控制策略解决环流问题。
关键词:静止同步补偿器(STATCOM);链式结构;母线电压控制策略;分相电流校正控制策略密集型大城市电网通常都远离电源,且普遍存在无功储备不足的问题,电网在受到扰动时会引起母线电压降低和系统无功进一步不足,从而导致电压崩溃。
应用于输电系统的高压大容量静止同步补偿器(STATCOM)一般装设于变电站第三绕组侧,可在维持或控制节点电压、无功补偿、提高系统的静态和暂态稳定性等方面起到重要作用。
目前已投运的高压大容量STATCOM主要分为两种结构:多重化结构和链式结构。
链式STATCOM相对于多重化STAT COM,具有无需多重化接入变压器、占地面积小、效率高、可实现分相控制和冗余运行等优点,近年来得到了广泛研究和应用[1]。
本文介绍了链式STATCOM的拓扑结构,分析了母线电压控制策略稳态时链式STATCOM总是从系统吸收有功功率,而从系统吸收的无功功率由系统电压与链式STACOM输出电压之间的夹角决定。
2 母线电压控制策略链式STATCOM的V/I特性如图3所示[2]。
调差曲线的调差率定义为调差曲线的调差率小于10%(典型值为3%～5%),参考电压在0.9～1.1范围内变化(典型值为0.95～1.05)。
在链式STATCOM运行特性中加入调差率有如下好处。
(1)相对较小的额定容量取得几乎相同的控制目标。
(2)防止链式STATCOM过于频繁地达到其输出极限。
根据链式STATCOM的V/I特性曲线,母线电压调节器如图4所示。
实际测得的基波正序无功电流与代表调差率的系数相乘,再输入到加法节点。
sign的符号取法为:感性时使参考电压上升,容性时使参考电压下降。
附件二：国家电网公司科学技术项目可行性研究报告项目名称：小营站220kV站STATCOM系统的开发与应用申请单位：秦皇岛电力公司起止时间：2008年1月至2009年12月项目负责人：曲效荣通信地址：秦皇岛市海洋路50号邮政编码：066000联系电话：传真：申请日期：2007年10月一、目的和意义本项目旨在评估电铁负荷对电力系统的影响，制定电铁负荷造成的电压波动、三相电压不平衡度、谐波电流和谐波电压等多项电能质量指标超标的解决方案，研制开发静止同步补偿器（STATCOM），并应用于小营220kV变电站110kV侧，重点解决电压波动、负序和谐波问题。
随着经济的持续增长，我国的电气化铁路正在迅速的发展。
但是随着电气化铁道的快速发展和迅速进入人口稠密的经济发达地区，牵引供电系统的电能质量问题也受到日益广泛的关注。
电气化铁路是一种单相不对称波动负荷，具有以下特点：以铁路钢轨与大地为导体的单相移动负荷；负荷随列车重量、线路坡道、牵引或制动等不同条件而剧烈变化；负荷电流中含有大量谐波电流；无功电流大，功率因数低；对电力系统产生负序电流和负序电压。
由于铁路运输的特殊性，电铁机车沿铁路移动用电，其产生的危害程度比起其他类型的非线性设备要严重的多。
电铁牵引负荷波动频繁、冲击大，给电力系统及其他电力用户带来许多不利影响。
在机车运行过程中，具有严重的非线性，向电力系统注入大量的高次谐波电流，成为电力系统中最大的谐波源；其开停频繁，有功冲击大，造成电力系统电压严重波动；同时，自其出现以来就存在由于其结构上具有严重的不对称性，向电力系统注入了大量的负序电流；再加上目前我国绝大部分电力机车采用单相晶闸管相控整流制式，由此带来牵引供电网功率因数低、谐波含量高等一系列问题，严重影响公用电网的电能质量。
由于电铁机车沿铁路移动用电，其产生的危害性远比其他任何谐波源设备更为严重，更为广泛。
又因为其功率大，华北地区内广泛分布，对电力系统的安全经济运行影响面很广。
目录第一章绪论 (1)1.1多电平逆变器的背景 (1)1.2多电平逆变器的研究现状 (2)1.3多电平逆变器的应用 (3)第二章多电平逆变器的种类介绍 (6)2.1二极管箝位式多电平逆变器及其优缺点 (6)2.2电容箝位式多电平逆变器及其优缺点 (6)2.3H桥级联式多电平逆变器及其优缺点 (7)第三章多电平变换器PWM调制策略 (8)3.1多电平变换器PWM调制策略的分类 (8)3.2多电平SPWM调制策略 (9)3.2.1 SPWM调制策略 (9)3.2.2 载波垂直分布多电平调制策略 (9)3.2.3 载波水平移相多电平调制策略 (10)3.2.4多载波SPWM调制策略谐波分析 (10)3.3多电平SVPWM调制策略 (46)3.3.1 SVPWM调制策略 (46)第四章多电平逆变器中的电压平衡技术 (48)第五章三电平中点箝位型逆变器SPWM控制策略与仿真 (53)5.1三电平NPC逆变器SPWM方法 (53)5.2基于MATLAB的三电平NPC逆变器SPWM仿真 (54)5.2.1仿真系统整体框图 (54)5.2.2 基于载波反向SPWM带电机负载的仿真模块 (55)5.3基于载波同向SPWM带电机负载的仿真模块 (57)5.3.1 SPWM开关信号的发生模块 (57)5.3.2仿真结果与分析 (57)5.4基于注入三次谐波的SPWM带电机负载的仿真模块 (58)5.4.1 SFOPWM开关信号的发生模块 (58)5.4.2仿真结果与分析 (58)5.5三电平NPC逆变器SPWM的实验结果 (59)5.6小结 (59)第六章总结展望 (60)第一章绪论1.1 多电平逆变器的背景电力电子技术自二十世纪50年代诞生以来,经过近半个世纪的飞速发展,至今已被广泛应用于需要电能变换的各个领域。
在低压小功率的用电领域,电力电子技术的各个方面己渐趋成熟,将来研究的目标是高功率密度、高效率、高性能;而在高压大功率的工业和输配电领域,各个方面的技术正成为当今电力电子技术的研究重点。
多级注入式电流源型STATCOM模型和非线性控制策略研究罗振鹏;刘永和;杨宝峰【摘要】提出一种特别适合应用在大功率应用场合下的新型电流源型多级注入式STATCOM拓扑结构，巧妙地利用了注入式控制技术、多电平技术和零电平技术能够使主桥开关在基频下工作产生可控的连续交流输出电流，输出高质量的电流波形，同时交流侧不需要连接电容就可以较好解决常规电流源变换器吸收电容难题。
推导出多级注入式电流源型STATCOM的数学模型。
给出了STATCOM仿射性状态方程采用反馈控制线性化设计控制器方法，设计非线性控制转换为采用线性化状态方程来设计。
利用PSCAD/EMTDC对所建立的多级注入式CSC-STATCOM模型进行仿真并给出具体结论。
%This paper presents a novel MLCR-CSC-STATCOM topology, particularly suitable for the high power applications. Injection control technology, multi-level technology and zero level technology are used, which enables main bridge switch working in fundamental frequency to output continuous controllable AC current and high-quality current waveforms and meantime better resolve the absorption capacitance problems of conventional CSC without installing AC capacitor. This paper derives the mathematical model of MLCR-CSC-STATCOM, adopts feedback control linearization means for the affine CSC-STATCOM equations and replaces the nonlinear control design with linear state equation design. By use of PSCAD/EMTDC tools, the established model of MLCR-CSC STATCOM is simulated and some specific conclusions are drawn.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】6页(P52-57)【关键词】CSC;模型;STATCOM;线性化;注入式;多电平【作者】罗振鹏;刘永和;杨宝峰【作者单位】内蒙古呼和浩特 010080 内蒙古电力科学研究院; 内蒙古呼和浩特010020 内蒙古工业大学能源与动力工程学院;内蒙古呼和浩特 010020 内蒙古工业大学能源与动力工程学院;内蒙古呼和浩特 010051 内蒙古工业大学电力学院【正文语种】中文【中图分类】TM76STATCOM是一种能够吸收和发出无功的并联型补偿装置，其作用可以增强输电和配电系统功率传输能力，提高电力系统的稳态稳定极限，还可提高电力系统暂态稳定极限,同时也可用来阻尼系统振荡。
电力电子技术课程设计说明书单相桥式逆变电路的设计院、部学生姓名：指导教师：职称专业：班级：学号：完成时间：摘要随着电力电子技术的高速发展，逆变电路的应用非常广泛，蓄电池、干电池、太阳能电池等都是直流电源，当我们使用这些电源向交流负载供电时，就需要用到逆变电路了。
本次基于MOSFET的单相桥式无源逆变电路的课程设计，主要涉及IGBT的工作原理、全桥的工作特性和无源逆变的性能。
本次所设计的单相全桥逆变电路采用IGBT作为开关器件，将直流电压Ud 逆变为波形电压，并将它加到纯电阻负载两端。
首先分析了单项桥式逆变电路的设计要求。
确定了单项桥式逆变电路的总体方案，对主电路、保护电路、驱动电路等单元电路进行了设计和参数的计算，其中保护电路有过电压、过电流、电压上升率、电流上升率等，选择和校验了IGBT、SG3525等元器件，IGBT是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。
最后利用MATLAB仿真软件建立了SIMULINK仿真模型，并进行了波形仿真，仿真的结果证明了完成设计任务要求，满足设计的技术参数要求。
关键词：单相；逆变；设计ABSTRACTWith the rapid development of power electronics technology, the inverter circuit is widely used, batteries, dry batteries, solar cells are DC power supply, when we use these power supply power to the AC load, you need to use the inverter circuit. This time based on MOSFET single phase bridge inverter circuit design, mainly related to the work principle of IGBT, the full bridge of the working characteristics and the performance of passive inverter. The single-phase full bridge inverter circuit designed by IGBT as the switching device, the DC voltage Ud inverter as the waveform voltage, and will be added to the pure resistance load at both ends.Firstly, the design requirements of the single bridge inverter circuit are analyzed. To determine the overall scheme of single bridge inverter circuit, of the main circuit, protection circuit, driving circuit unit circuit design and parameter calculation, the protection circuit have voltage, current and voltage rate of rise, the current rate of rise, selection and validation of the IGBT and SG3525 components, IGBT is by BJT (bipolar transistor) and MOS (insulated gate field effect transistor) composed of full control type voltage driven type power semiconductor devices, both MOSFET's high input impedance and GTR low conductance through the advantages of pressure drop. At last, the MATLAB simulation software is used to build the SIMULINK model, and the simulation results are carried out. The results prove that the design task is required to meet the design requirements.Keywords: single phase; inverter; design目录1 绪论 (1)1.1 逆变电路的背景与意义 (1)1.2 逆变器技术的发展现状 (2)1.3 本设计主要内容 (2)2 单相桥式逆变电路主电路设计 (3)2.1 方案设计 (3)2.1.1 系统框图 (3)2.1.2 主电路框图 (3)2.2 逆变电路分类及特点 (3)2.2.1 电压型逆变电路的特点 (3)2.2.2 单项全桥逆变电路的移相调压方式 (4)2.3 主电路的设计 (4)2.4 相关参数的计算 (5)3 辅助电路设计 (7)3.1 保护电路的设计 (7)3.1.1 保护电路的种类 (7)3.1.2 保护电路的作用 (7)3.1.3 过电流保护电路 (8)3.2 驱动电路的设计 (8)3.2.1 驱动电路的种类及作用 (8)3.2.2 驱动电路的设计 (8)3.2.3 驱动电路的原理 (9)3.3 控制电路的设计 (9)3.3.1 控制电路的作用 (9)3.3.2 控制电路原理分析 (9)4 仿真分析 (11)4.1 仿真软件MATLAB介绍 (11)4.2 主电路仿真图及参数计算 (13)4.3 仿真所得波形 (16)4.4 波形分析 (17)结束语 (18)参考文献 (19)附录 (21)1 绪论1.1 逆变电路的背景与意义随着电力电子技术的高速发展，逆变电路的应用非常广泛，蓄电池、干电池、太阳能电池等都是直流电源，当我们使用这些电源向交流负载供电时，就需要用到逆变电路了。
基于单相曲折变压器多重化结构的IGBT 型STATCOM 接入系统控制策略的研究1周荔丹，姚钢，陈陈上海交通大学电气工程系，上海（200030）摘 要：由于电压波动会对敏感用户产生较大影响，现在电压波动越来越受到大家的关注。
本文对基于单相曲折变压器多重化结构的IGBT 型STATCOM 接入系统控制策略进行了研究，试图缓解因为电压波动对用户的影响。
关键词：无功补偿，STATCOM ，恒电压控制。
1．引言在电力系统中，随着大城市和负荷中心用电密度的增加以及超高压远距离输电线的采用，电力系统的稳定问题日益突出；此外，随着电力电子技术的发展及工业应用领域的扩大，工业电弧炉、轧钢机、大型半导体变流装置等冲击性负荷设备日益增加，这些负荷的无功功率变化剧烈，造成系统电压波动。
因此，提高系统稳定性和抑制电压波动已成为电力系统的主要问题。
具有快速响应功能的无功补偿器可以起到提高系统稳定性、抑制系统振荡和动态过电压等作用，因此，容量大、响应速度快、调节连续灵活、经济性好、维护方便的无功补偿设备的研制与开发对电力系统的发展具有重要意义。
目前使用的无功补偿设备有同步调相机、固定容量电容器、开关控制的并联电抗器和静止无功补偿装置如SVC 、STATCOM 等。
由于同步调相机是旋转设备，且动态调节响应慢，目前很少使用；固定容量电容器和开关控制的并联电抗器自身投切时对系统的冲击较大，响应速度慢，不能连续调节；静止无功补偿装置SVC 在电力系统中应用很广泛，但它对电网污染严重，需要并联滤波环节，且输出无功功率受系统电压影响较大；而静止式动态无功补偿装置STA TCOM 响应速度快，通过简单的多重化后，电压畸变率低于5%，不需要附加的滤波环节，受系统电压影响较小，且随着电力电子器件技术的发展，STATCOM 的造价亦呈下降趋势。
基于上述分析可以看出STATCOM 取代SVC 作为新世纪输配电系统动态无功补偿的主要形式，是FACTS 技术和电力电子技术发展的必然趋势。
本文对STA TCOM 的控制策略进行了仿真研究，并研制了一台±10kVar 的模拟装置，控制策略应用到模拟装置后取得了很好的结果。
2．主电路结构STATCOM 的主电路的核心是电压型逆变器。
±10kV ar STATCOM 采用如图1所示的基于单相变压器多重化结构的三相逆变器，采用12个单相逆变全桥移相迭加输出方案，这些单相全桥逆变单元共用一个由大容量电解电容构成的直流侧电源，其输出交流侧与12个单相中频隔离变压器的原边相接，单相曲折隔离变压器的副边通过一定的曲折连接方式与系统以并联方式并网。
为了达到降低STATCOM 输出电压谐波含量，每一相（A 、B 、C ）的四个变压器分别滞后一个固定的移相角α，以达到移相迭加的目的，考虑到这种结构STATCOM 降低谐波含量的目的，移相角α取为。
逆变器的直流侧电压最高为450V （无功满额输出），正常工作电压为330V 。
°151.本课题得到2003年高等学校博士学科点专项科研基金（编号：20030248043）的资助。
三相STATCOM逆变器的各相输出端分别连接一个高频滤波电抗器，再与系统相连。
在曲折变压器多重串联连接结构中采用三角形接法，这样有效的避免了当系统不对称时，STATCOM输出电压中含有零序分量的现象，这样简化了当STA TCOM在系统不对称情况下，STATCOM控制策略的复杂性。
V图1 ±10kVar STA TCOM主电路结构图3．STATCOM装置的恒电压控制策略STATCOM接入系统的控制目标主要有以下两方面[3]：A．调节和维持系统电压由于负荷的变动和电网其它因素的影响，系统电压会发生一定的波动，由于STA TCOM 装置的自动控制和快速响应功能，因而在一定范围内能够实现对系统电压波动的调节和电压水平的维持。
这要求STATCOM装置具有充足的无功备用和灵敏的调节能力。
B．抑制系统暂态电压变化，提供电压支撑在系统发生线路故障的情况下，或者系统负荷发生突然变动（突加负荷或突减负荷）的情况下，系统电压有可能发生大幅度而且快速的变化，有可能出现负荷低压释放等现象，引起电能质量下降，甚至发生系统的暂态电压不稳定问题。
这要求STATCOM装置需要发挥自动而且快速响应的功能，为系统提供无功补偿，支撑系统电压，防止更严重的系统事故发生。
在输电系统投运STATCOM的根本目的是利用STA TCOM维持或调节电压的能力，以提高系统的传输能力。
安装STATCOM后，若STA TCOM接于线路电气中点，且容量足够大，以至于可以维持接入点电压恒定，那么系统的静稳态极限将有所提高[4]。
由于装置最大的作用在于提供动态无功以支撑系统电压水平，因而装置的控制信号采用最直接有效的控制量——接入点电压，使得STATCOM正常运行时能保持接入点电压为额定值。
为了提高STA TCOM的响应速度，我们对恒电压控制策略进行了研究。
由于STATCOM的快速响应特性，其时间常数比工频周期短得多，传统的基于周期信号的有效值定义在STATCOM的控制中已经不再适用。
为了达到快速控制的目的，必须采用瞬时有效值和瞬时无功功率来进行控制。
在三相对称的情况下，瞬时有效值和瞬时无功功率[1]分别定义为U = （1）t b c a c a b a b Q )()()u u i u u i u u i =−+−+−c ] （2） 这样，可以随时通过电压和电流的瞬时值计算电压瞬时有效值和瞬时无功功率。
STATCOM 接入系统的示意图如图2所示。
图中，是系统电压，为线路电抗器，s U s X p U 为STA TCOM 接入点电压，也是负荷供电电压，X 为STA TCOM 接入系统电抗器，为STATCOM 输出电压。
I U图2 STATCOM 的系统接入图负荷供电电压的变化主要决定于负荷的有功和无功功率。
若采用如图2所示的并联型无功补偿装置STA TCOM ，即可通过补偿负荷无功功率而调节负荷端电压变化ΔＶ。
STATCOM接入系统的目的就是为了保持STATCOM 接入点电压p U 为额定值。
当p U 由于某种原因（例如负载无功的变化）产生电压变化U Δ时，接入STATCOM 补偿后，接入点电压回到正常值。
此时，补偿器发出的无功功率应为ss X U 3U Q Δ=Δ （3） 由式（3）可以看出，电压差额U Δ与对应的无功功率缺额Q Δ是成正比的。
因此，可以使用简单实用的PI 控制得到，而无功功率的跟踪控制可采用姜齐荣等提出的逆系统PI 控制[2]，其控制框图如图3所示。
ref Q图3 恒电压控制框图图4 t=1.5s 时刻突加负载时接入点电压的瞬时变化和长期变化仿真波形图5 t=1.5s 时刻突减负载时接入点电压的瞬时变化和长期变化仿真波形从图3可以看出，控制结构使用了串级控制，即双闭环控制，控制结构比较复杂；使用了2个PI 控制器，控制器参数的调节比较困难。
而且在控制中用到了瞬时无功功率作为反馈量，但是瞬时无功功率的计算误差比较大，主要由检测、采样环节产生，使得控制精度不能保证。
采用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC 仿真，可得控制效果如图4和图5所示。
为简化控制并达到更好的控制效果，需要对上述方法进行改进。
公式（3）表明电压差与所需要的无功功率U ΔQ Δ是正比的。
此外由文献[2]可知，无功功率与系统电压和STA TCOM 输出电压的相位差δ成正比，所以，电压差与δ也成正比关系。
通过上述分析，可以得出STATCOM 输出电压的控制可采用简单实用的PI 控制。
控制框图如图6所示。
采用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC 仿真，可得控制效果如图7和8所示。
图6 恒电压控制改进方法框图图7 t=1.5s 时刻突加负载时接入点电压的瞬时变化和长期变化图8 t=1.5s时刻突减负载时接入点电压的瞬时变化和长期变化从图7和图8可以看出，负载突变时，接入点电压发生的突变幅度小于前面提到的常规方法，而且采用改进方法后对额定电压380V的跟踪效果明显优于前者。
此外，为了提高装置的稳定性，在实际控制中我们采用了增量式PI控制来代替普通PI 控制。
4．实验结果我们设计和实现的模拟装置采用图1所示原理接线，接入系统时采用图2所示结构。
控制器的DSP采用TMS320C5402，脉冲发生器采用FPGA。
采用逆系统PI控制的控制策略进行控制时，得到的实验波形如图9所示。
图9 采用逆系统PI控制时的无功响应和电流响应图10为采用恒电压PI控制时，针对突变负荷的无功响应和电流响应，从图中可以看出，响应速度仍然较慢，大约600ms之后达到稳定值（100ms/div）。
图10 采用恒电压PI控制时的无功响应和电流响应从实验结果来看，STATCOM恒电压控制策略发挥了其电压控制的作用，当系统突增3kW有功功率负荷和2kV ar无功功率负荷时，动态模拟试验系统电压由额定电压（380V）迅速降至360V，STATCOM检测到系统电压降落后，迅速调节其输出无功功率的大小，以弥补动态模拟系统的无功缺额，并最终达到控制动态模拟系统电压稳定在额定值的控制目标。
通过该实验的暂态过程，STATCOM在恒电压控制模式下的动态响应时间大致为600ms。
5．结论本文对基于单相曲折变压器多重化结构的IGBT型STATCOM 接入系统控制策略进行了研究，仿真和实验结果表明，本文提出的控制策略对提高系统响应速度有一定作用，还可在此基础上对算法进一步改进。
参考文献1．王兆安，杨君，刘进军. 谐波抑制和无功功率补偿. 北京：机械工业出版社，19992．姜齐荣，王强，韩英铎，等. 新型静止无功发生器(ASVG)装置的建模及控制. 清华大学学报(自然科学版)，1997，37（7）：21-253．朱永强，崔文进，胡东辰，等. ±50Mvar 静止补偿器接入系统运行策略仿真研究. 电力系统自动化，2004，28（21）：77-804．粟春，姜齐荣，马晓军，等. ±10kVar静止同步补偿器的动模实验研究. 电力系统自动化，1999，23（6）：50-53The Control Strategy of Connecting to System Research of STATCOM Based on IGBT Technique with Single PhaseZigzag TransformersZhou Lidan, Yao Gang, Chen ChenDepartment of Electrical Engineering, Shanghai Jiaotong University, Shanghai, China (200030)AbstractSince it is harmful to sensitive customs, V oltage Fluctuation has been the focus of power system. This paper is about the control strategy of connecting to system research of STATCOM based on IGBT technique with single phase zigzag transformers, and tries to do some work to alleviate the effects of V oltage Fluctuation.Keywords: Reactive power compensation, STATCOM, V oltage control.。
