【導讀】決的重要課題之一。避免SVC裝置的缺點，具有廣闊的應用前景。本課題具體任務如下：。1分析STATCOM的主電路結構及工作原理，建立數(shù)學模型；2熟悉無功檢測方法及STATCOM的控制策略；3在PSCAD/EMTDC環(huán)境下建立STATCOM的仿真模型，并進行仿真分析。指導教師評語（①基礎理論及基本技能的掌握；②獨立解決實際問題的能力；所學知識解決實際問題的能力；③工作量的大??；④取得的主要成果及創(chuàng)新點；靜止同步補償器，作為新一代無功功率補償裝置，它與現(xiàn)有的靜。起了國內外科研與工程領域的廣泛關注。仿真結果表明STATCOM能夠對負荷。進行快速地無功補償，證實本模型算法的合理性、正確性，具有一定的參考價值。

　　

【正文】 成功，使得用戶能更方便地使用 EMTDC 進行電力系統(tǒng)分析，使電力系統(tǒng)復雜部分可視化成為可能，而且軟件可以作為實時數(shù)字仿真器的前置端?？赡M任意大小的交直流統(tǒng)。操作環(huán)境為： UNIX OS, Windows95, 98,NT； Fortran 編輯器；瀏覽器和 TCP/I 協(xié)議。 可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中斷路器操作、故障及雷擊時出現(xiàn)的過電壓可對包含復雜非線性元件（如直流輸電設備）的大型電力系統(tǒng)進行全三相的精確模擬，其輸入、輸出界面非常直觀、方便進行電力系統(tǒng)時域或頻域計算仿真 電力系統(tǒng)諧波分析及電力電子領域的仿真計算實現(xiàn)高壓直流輸電、 FACTS 控制器的設計由下述軟件模塊構成 :文件管理系統(tǒng) 當用戶涉及 PSCAD 時所遇到的第一個軟件模塊就是文件管理系統(tǒng)。采用一種工程 /算題 /文件的分層結構來表示用戶進行電力系統(tǒng)模擬研究的數(shù)據(jù)庫結構。如果得到授權可以進入該數(shù)據(jù)庫 , 這樣 , 局部網上的不同用戶可以共享同一個數(shù)據(jù)庫。從文件管理軟件模塊可以直接進行諸如備份、儲存、文件編緝、拷貝和刪除等操作。 通過選擇文件管理模塊屏幕右上角的適當菜單可調用 PSCAD 的其它軟件模塊 , 很多情況下將所有的軟件模 塊同時激活 , 有些模塊的圖像可能暫時隱藏在正在處理的模塊圖像之下。建模 DRAFT 模塊 建模程序包是 PSCAD 程序族中最有功效的。借助建模包 , 用戶可以用圖形的方法建立需要進行模擬研究的電力系統(tǒng)模型。通過選擇不同的功能 , 建模包可以為 EMTDC 或 RTDS 模擬研究準備必需的文件。 電力系統(tǒng)元部件圖像位于調色板中 建模窗口的右側 并可移至畫布上 左側 , 通過將各元部件模型互連便完成了電力系統(tǒng)模型。不同元部件模型所需的參數(shù)可在調用這些模型時屏幕上出現(xiàn)的菜單中直接輸入。具有大量互聯(lián)元部件的電力系統(tǒng)模型同樣易 于處理 , 因為畫布部分可分為很多層次并可在屏幕上滾動顯示。當用戶完成了模型構筑時 , 可以通過基于 PS格式的激光打印機或者可以接受 HPGL 命令的繪圖儀輸出硬拷貝。 ? 架空線 TLINE 和電纜 CABLE 模塊 確定架空輸電線和電纜的行波模型所需數(shù)據(jù)的計算過程是相當復雜的。為了確定變換矩陣、模式傳輸時間和波阻抗 , 需要進行特征值分析。為了完成這種分析 , 需要使用 TLINE 和 CABLE 模塊。通過功能選擇可以產生單頻率模式模型或者完全的頻率相關行波模型。 架空線模型所需要的數(shù)據(jù)有導線的空間相對位置以及導 線的半徑和電阻率。對于電纜 , 每一導電層和絕緣層的半徑和特性都是必需的。由 TLINE 和 CABLE 模塊所產生的數(shù)據(jù)可以直接輸入到 PSCAD 的建模 DRAFT 模塊中。運行 RUN TIME 模塊運行模塊中的 EMTDC 操作員控制臺軟件模塊和 RTDS控制臺軟件模塊可分別為運行 EMTDC和 RTDS提供控制操作功能和數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)功能。軟件中提供了完善的界面 , 允許使用者裝入、啟動或停止一個模擬算題 , 并可在模擬過程中與之通訊。由于采用了多種儀表和模擬過程數(shù)據(jù)在線繪圖 , 允許使用者獲得相關模擬算題的即時反饋。使 用者所激發(fā)的動態(tài)過程 , 如整定值改動、開關操作以及故障觸發(fā)可以通過操縱滑觸頭、電位器、開關和按鈕進行。單曲線繪圖 UNIPLOT 和多曲線繪圖 MULTIPLOT 模塊 EMTDC 和 RTDS 所產生的數(shù)據(jù)的分析和繪圖是通過單曲線繪圖模塊進行的?？梢詫?shù)據(jù)進行標尺整定和通用格式整定。對于繪圖用的數(shù)據(jù)可直接進行傅里葉分析。如果要處理大量的數(shù)據(jù) , 可以通過編程的辦法形成自動處理順序。多曲線繪圖模塊可以將單曲線繪圖模塊繪出的曲線整理成適合報告應用?？蓪⒍喔€組合安排在單張紙上。使用者可以直接處理曲線并在紙面上添加需 要的文字說明并可繪制其它美化標志。 利用文件管理系統(tǒng)生成一個工程和算題名 利用建模模塊建立電力系統(tǒng)模型 利用運行模塊進行 EMTDC 模擬計算 通過單曲線繪圖對模擬結果進行分析并利用多曲線繪圖模塊產生可直接用于研究報告的模擬結果圖形 主電路系統(tǒng)電源為 115kv 的高壓電源，負載側模擬三相接地短路故障，故障發(fā)生在 ，持續(xù)時間為 。逆變器通過連接變壓器接至交流電網。逆變器部分采用 IGBT, 絕緣柵雙極型功率管是由 BJT 雙極型三極管 和 MOS 絕緣柵型場效應管 組成的復合全控型電壓驅動式電力 電子器件 , 兼有 MOSFET 的高輸入阻抗和 GTR 的低導通壓降兩方面的優(yōu)點。 GTR 飽和壓降低，載流密度大，但驅動電流較大 MOSFET 驅動功率很小，開關速度快，但導通壓降大，載流密度小。 IGBT 綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅動功率小而飽和壓降低。電壓型逆變器的直流電源經過大電容的濾波，故直流電源可以近似看作恒壓源 主控制回路的內部電路結構圖 無功給定值（標幺值）與系統(tǒng)電壓（標幺值）、系統(tǒng)無功（標幺值）作比較，經過超前滯后環(huán)節(jié)及 PI 調節(jié)器，產生 STATCOM 的控制角。 仿真的調制電路圖 該調制電路采用正弦載波調制 法，用一個等腰三角形載波和一個與基波頻率相同的正弦調制波相比，用他們的交點來確定開關的轉換時刻，因此，通過控制六個 IGBT 的導通來控制逆變器輸出的電壓。 各仿真的波形圖 STATCOM 不投入的情況下，負載側在 秒時發(fā)生三相短路接地故障，持續(xù)了 秒，系統(tǒng)電壓，下降幅度較大。 STATCOM 投入發(fā)出無功， STATCOM 在負載發(fā)生三相短路接地故障時對系統(tǒng)進行無功補償，抑制了電壓的下降。 本章小結 本章 STATCOM 仿真模型主電路有四大部分構成，由電力系統(tǒng)、連接變壓器、逆變器和直流電容組成，控 制電路采用間接電流控制的控制方法，該控制方法能正確、快速地補償負荷所需的無功。 STATCOM 在很大程度上能抑制電壓波動及電壓暫降，跟蹤補償特性良好。通過采用電力系統(tǒng)仿真軟件 PSCAD/EMTDC 分析STATCOM 對負荷進行無功補償?shù)倪^程，驗證所用控制算法及模型的有效性，具有一定的參考價值。 5 總結與展望 結論 本論文分析了電力系統(tǒng)中無功功率的危害及無功功率補償?shù)闹匾饬x，以及STATCOM 在改善電能質量中的具體作用，主要分為兩個方面 :提高系統(tǒng)功率因數(shù)和調節(jié)系統(tǒng)電壓。在對 STATCOM 基礎理論，包括 工作原理、主電路結構、無功功率的檢測方法和控制策略等詳細分析和研究的基礎上，選擇了適合于電力系統(tǒng)STATCOM 的電路結構及控制策略，通過理論推導建立了 STATCOM 的數(shù)學模型，確定了電路中參數(shù)的取值，最后通過仿真分析來加以論證。 展望 由于 STATCOM 的優(yōu)勢是十分的明顯的，相應速度快，吸收無功連續(xù)，產生的高次諧波量小、分布少，所以從長遠看 STATCOM 裝置有很大的技術經濟效益和發(fā)展空間。由于本人水平有限，時間倉促，使得有些工作做的不足，還需要進一步改善。主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 圍繞三相平衡的系統(tǒng)來研究。但是實際情況下更多的是三相不平衡系統(tǒng)。所以要從三相不平衡特性出發(fā)，考慮采用分相控制來補償不對稱負載。 。提高系統(tǒng)功率，做較大容量的 STATCOM 裝置。本論文主要對 STATCOM 進行了理論分析級仿真研究，并進行了部分實驗工作，希望以后早日實現(xiàn) STATCOM 從實驗室到現(xiàn)場投運這關鍵的一步。 STATCOM 的動態(tài)補償速度和補償精度 ,讓其能夠更有效地投入到電力系統(tǒng)的應用中 ,能夠應用在更廣泛的領域中 ,更多地為電力行業(yè)帶來方便。 參考文獻： [1] 中國礦業(yè)大學 伍小杰，李明等編著 . 《電力電子技術》 .徐州 :中國礦業(yè)大學出版社 [2] 栗春，高輝，石建民等 .基于 DSP 的靜止同步補償器脈沖發(fā)生器及控制器的設計 [J].電力系統(tǒng)自動化， 1999,23 13 :2629. 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Damping of subsynchronous oscillations using STATCOMa FACTS device[C].IEEE Transmission and Distribution Conference and Exposition， 2020， 1 1 :1~7 英文原文 Application of Advanced Onecycle Control in STATCOM 0 Introductions Static Synchronous Compensator STATCOM is a flexible AC transmission system, one of the core device, which through the power grid into or from the grid to absorb some of the reactive power, can stabilize the voltage, flicker suppression, power factor, etc. to improve. In order to ensure stable and reliable work of STATCOM, the control method of choice is very important. STATCOM current control methods used in the main have a direct current control and indirect current control, but most of these control methods involve a number of control parameters of the coordinated adjustment more difficult to achieve. Embarks from the instantaneous power principle of det