基于静止同步补偿器的不平衡负荷补偿

配电网静止同步补偿器控制方法的设计与仿真何柄廷发表时间：2018-04-18T11:39:47.963Z 来源：《电力设备》2017年第31期作者：何柄廷[导读] 摘要：随着科技的发展和工业自动化水平的提高，配电网中各种非线性、冲击性和不平衡负荷增加，电压、电流波形畸变，造成电压波动、闪变和三相不平衡；同时新的电压敏感型设备大量出现，对电能质量提出了更高要求。

（国家电网四川省电力公司天府新区供电公司四川成都 610213）摘要：随着科技的发展和工业自动化水平的提高，配电网中各种非线性、冲击性和不平衡负荷增加，电压、电流波形畸变，造成电压波动、闪变和三相不平衡；同时新的电压敏感型设备大量出现，对电能质量提出了更高要求。

相比于其他的补偿设备，配网静止同步补偿器（D-STATCOM）通过自换相的桥式变流器来吸收或发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿，综合地解决上述电能质量问题。

本文主要研究了配电网的静止同步补偿器（D-STATCOM），重点介绍了其工作原理和控制方法，并在MATLAB的Simulink中以含有D-STATCOM的10/0.4kV的配电系统为例，验证其动态响应情况，仿真结果表明文中提出的D-STATCOM的控制方法能有效地实现动态无功补偿。

关键词：静止同步补偿器；dq坐标；动态数学模型；无功电流检测；空间矢量PWM引言进入21世纪后，随着科技的发展，人们生活中出现了各种以前未有的负荷，例如电弧炉、整流器、变频调速装置等。

配电网中各种非线性、冲击性和不平衡负荷增加，网络中的电压、电流波形发生畸变，或引起电压波动、闪变和三相不平衡；同时新的电压敏感型设备大量出现，对电能质量提出更高要求，故需要改善电能质量的控制设备[1]。

配网静止同步补偿器（DSTATCOM）通过自换相的桥式变流器来吸收或发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿，综合地解决上述电能质量问题。

其具有功能强大、性能优良、性价比高的特点，具有较强的现实意义。

H桥级联型静止同步补偿器容值减小产生的相间电压不平衡分析与抑制机理在电力系统的稳定运行中，保持电压的平衡是至关重要的。

然而，当H桥级联型静止同步补偿器的电容值发生减小时，这种微妙的平衡就会被打破，导致相间电压出现不平衡现象。

这就像是一只精心调校的乐器突然走音，使得原本和谐的旋律变得刺耳不堪。

首先，我们要明确一点：电容值的减小并非小事一桩。

它就像是一块多米诺骨牌，一旦倒下，就会引发一系列的连锁反应。

电容值减小会导致补偿器输出的无功功率降低，这无疑会对电网的稳定性造成严重影响。

而更为严重的是，这种电容值的减小还会引起相间电压的不平衡。

那么，为什么电容值减小会引起相间电压不平衡呢？这就像是一场拔河比赛，当一方的力量减弱时，另一方就会占据上风。

同样地，当电容值减小时，某一相的电压就会相对于其他两相产生偏移，从而导致相间电压不平衡。

面对这样的问题，我们不能坐视不管。

必须采取有效的措施来抑制这种不平衡现象。

首先，我们需要加强对电容值的监测和管理，确保其始终处于一个合理的范围内。

其次，我们可以采用一些先进的控制策略，如模糊控制、神经网络控制等，来实现对电容值变化的快速响应和调整。

最后，我们还可以引入一些辅助设备，如动态电压恢复器、静态同步补偿器等，来增强系统的稳定性和抗干扰能力。

然而，这些措施并非万无一失。

我们必须认识到，任何技术都有其局限性。

因此，在进行实际操作时，我们还需要考虑各种可能出现的异常情况，并制定相应的应急预案。

只有这样，我们才能确保电力系统的稳定运行，为社会的发展提供强大的动力支持。

总的来说，H桥级联型静止同步补偿器电容值减小引起的相间电压不平衡是一个复杂且棘手的问题。

但只要我们深入分析其产生的原因和影响机制，并采取有效的抑制措施，就一定能够解决这个问题，保障电力系统的安全稳定运行。

备案号：DL 中华人民共和国电力行业标准链式静止同步补偿器第 1 部分功能规范导则Chain-circuit static synchronous compensatorPart 1 Guide for the functional specification（征求意见稿）××××-××-××发布××××-××-××实施中华人民共和国国家能源局发布目次前言 (II)1范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (1)4 系统构成 (4)5 安装场所的环境状况 (5)6 连接点的系统电气状况 (5)7 主要功能及性能要求 (5)7.1主要功能要求 (5)7.2主要性能参数要求 (6)7.3谐波特性 (7)7.4电话及无线电干扰 (7)7.5噪声 (7)7.6损耗评估 (7)7.7利用率和可靠性 (7)8 链式STATCOM部件及子系统基本要求 (7)8.1 换流链 (7)8.2 换流链的冷却系统 (7)8.3 换流电抗器 (8)8.4 断路器 (8)8.5 隔离开关 (8)8.6 避雷器 (9)8.7 换流变压器 (9)8.8 控制系统 (9)8.9 保护及故障录波设备 (9)8.10 辅助设备 (10)9 系统研究 (10)9.1 动态特性研究 (10)9.2 电能质量研究 (11)9.3暂态过电压及绝缘配合研究 (11)10 其它要求 (11)10.1 消防 (11)10.2 采暖通风 (11)10.3 供货及服务范围 (11)附录A （规范性附录）损耗计算 (12)附录B （资料性附录）利用率和可靠性 (15)附录C （资料性附录）供货及服务范围 (16)前言本标准是根据《国家发展和改革委员会办公厅关于印发2007年行业标准项目计划的通知》（发改办工业[2007]1415号）的安排制定的。

静止同步补偿器[浏览次数：133次]静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator，STA TCOM)是柔性交流输电系统(Flexible AC Transmission System，FACTS)的核心装置和核心技术之一。

采用新一代的电力电子器件，如：门极可关断晶闸管(GTO)，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，集成门极换向晶闸管(IGCT)，并且采用现代控制技术，其在电力系统中的作用是补偿无功，提高系统电压稳定性，改善系统性能。

与传统的无功补偿装置相比，STATCOM 具有调节连续，谐波小，损耗低，运行范围宽，可靠性高，调节速度快等优点，自问世以来，便得到了广泛关注和飞速发展。

目录静止同步补偿器分类静止同步补偿器控制方式静止同步补偿器工作原理静止同步补偿器应用及现状静止同步补偿器分类从理论上可以将静止同步补偿器分为电压源型和电流源型。

就其电路结构来说，电压源型静止同步补偿器直流侧并联有大电容，保证在持续充放电或器件换向过程电压不会发生很大的变化，桥侧串联电感，而电流源型静止同步补偿器则是直流侧串联大电感，保证在器件换向或充放电器件电流不会有大的波动，桥侧并联电感。

如图所示。

在实际应用中，常用的大容量静止同步补偿器采用的基本都是电压源型结构。

但是可以将SVG控制为电流源来进行无功补偿。

4提出了一种新的静止同步补偿器控制策略即采用电压控制电流源(VCCS)的策略和改进的电压控制电压源(VCVS)的策略来补偿电力系统公共连接点(Point of Common Coupling，PCC)电压不平衡，特别是在较小容量时采用VCCS方式将能达到最好的补偿效果。

按构成基本单元逆变器模块，可以将静止同步补偿器分为单相桥二电平，三相桥二电平，三相桥多电平。

在大容量高电压等级的应用场合中，往往需要将多个低压小容量变换器通过控制技术对电流波形的瞬时值进行反馈控制，直接指令电流的发生，结构简单，电流调节响应快，对扰动的鲁棒性好，但是只适用于中小容量场合，对于大容量场合具有很大的局限性。

静止同步补偿器(STATCOM)的应用与控制技术研究中图分类号：tn715+.2文献标识码： a 文章编号：1课题背景及意义（background and significance of the research）在现代社会中，能源为人民生产生活提供了有力的保障。

而电能更成为我们离不开的能源。

然而，由于中高压、大功率的电力电子器件在电力系统中的应用、发展，带来技术进步的同时也带来了许多电能质量问题。

许多电力电子装置不仅功率因数很低，而且谐波污染严重，这就给电网带来了额外负担，影响了供电质量。

除此之外，电网系统中本身存在的轧钢机、电弧炉等冲击性不平衡负荷，运行中会产生大量的高次谐波，并使得系统产生电压波动和闪变并引起三相不平衡这些危害系统性能的电能质量问题。

如何进行无功补偿和谐波治理，进而提高电能质量，已经成为了目前输配电技术中最为紧迫的问题之一。

无功补偿主作用很多，它不仅可以稳定电网系统及装备使用端的电压，如果在长距离输电线路中的某些合适的地方投入就地补偿的无功补偿装置，还可以提高输电系统的输电能力。

无功补偿会使系统和负载的功率因数有很大的提高，这将降低设备的容量，有利于减少功率损耗。

另外，在系统电压不平衡时或者三相负载不对称，无功功率补偿还可以改善系统的不平衡度。

无功补偿和谐波治理在使用设备和控制上具有一定的一致性，无功补偿的同时也会对谐波有所抑制。

但无功功率补偿更偏向提高电力设备利用率，稳定电网电压。

所以，实时快速的无功补偿对提高电网运行的稳定性能，保证供电质量具有十分重要的实际意义。

2无功补偿装置的发展概况（the development situation of reactive power compensation device）无功补偿装置经历了四个发展阶段，各阶段的装置分别为同步调相机、无功补偿电容器、静止无功补偿器（svc）以及静止同步无功补偿器（statcom）。

各种无功补偿装置在响应速度、补偿方式、控制策略等方面有较大区别，表1-1给出了其对比。