【正文】 國成為國際上第四個擁有大容 靜止同步補償器的設(shè)計與仿真 第 5 頁 共 32 頁 量 STATCOM 制造技術(shù)的國家，標志著中國 FACTS 技 術(shù)發(fā)展進入了一個新的階段。 300kvar STATCOM 于 1996 年 11月通過了電力部組織的專家評審， 1997 年在河南鄭州的變電站進行了現(xiàn)場測試和試運行。 20Mvar STATCOM，該項目被列為原店里不的重大科技攻關(guān)項目。 到目前為止，國際上只有美、日、德等少數(shù)幾個發(fā)達國家掌握了 STATCOM 的應(yīng)用開發(fā)技術(shù)。 8Mvar STATCOM 在丹麥 Reisby Hede 風場投入運行；目前為止世界上最大容量的 STATCOM 是美國 AEP 統(tǒng)一潮流控制器項目中的并聯(lián)部分 —— 177。50Mvar STATCOM 在新信濃電站投入使用； 1995 年美國的電力科學院 EPRI、 田納西流域管理局 TVA 與西屋公司投入了一臺177。 1Mvar STATCOM 在紐約的 Sspring Valley 投入示范運行； 1991年日本的三菱公司與關(guān)西電力公司共同研制的177。 目前，世界上已有多臺投入運行的 STATCOM。在長距離輸電線路合適的地點設(shè)置動態(tài)無功補償，還可以改善輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高輸電能力 。 無功補償?shù)淖饔弥饕幸韵聨c : (1)提高供用電系統(tǒng)及負載的功率因數(shù)，降低設(shè)備容量，減少功率損耗 。對于長距離 靜止同步補償器的設(shè)計與仿真 第 4 頁 共 32 頁 輸電線來說其熱穩(wěn)定極限是很高的，但受其他三項的限制，使其 輸送容量無法達到最大。輸送的功率達到 億 KW 輸送如此大的功率需要建設(shè)多條遠距離輸電線，由于我國地形復(fù)雜，建設(shè)輸電線的造價高昂，因此有效地減少輸電線的輸送容量。 本文研究背景及意義 由于我國經(jīng)濟發(fā)張不平衡，一次能源地理分布不均，因此我國電力發(fā)展的基本國策為：“全國聯(lián)網(wǎng)，西電東送，南北互供，廠網(wǎng)分開”。隨著電力系統(tǒng)中非線性用電設(shè)備，尤其是電力電子裝置日益廣泛的應(yīng)用，電力系統(tǒng)中的諧波與無功功率也越來越嚴重，而大多數(shù)電力電子裝置功率因數(shù)較低，給電網(wǎng)帶來了額外的負擔，嚴重影響供電質(zhì)量 。 300kvar STATCOM 工業(yè)樣機和177。 靜止同步補償器的設(shè)計與仿真 第 1 頁 共 32 頁 目錄 1 緒論 ................................................................... 3 引言 ................................................................................................................................ 3 本文研究背景及意義 ........................................................................................................ 3 ....................................................... 5 并聯(lián)電容器 ............................................................................................................ 5 同步調(diào)相機 (Synchronous CondenserSC) .................................................................. 6 飽和電抗器 ............................................................................................................ 6 靜止型無功補償裝置 (Static Var CompensatorSVC) ................................................. 7 STATCOM 研究現(xiàn)狀和 發(fā)展趨勢 ....................................................................................... 9 STATCOM 的研究現(xiàn)狀 ............................................................................................ 9 STATCOM 的發(fā)展趨勢 ...........................................................................................11 本文的研究內(nèi)容 ..............................................................................................................11 2 STATCOM 的工作原理及數(shù)學模型 .......................................... 13 STATCOM 的基本結(jié)構(gòu) .................................................................................................... 13 STATCOM 的工作原理 .................................................................................................... 14 STATCOM 裝置的時域數(shù)學模型 ..................................................................................... 16 3 無功功率的檢測方法和 STATCOM 的控制策略 ................................ 19 無功功率檢測方法 ....................................................................................................... 19 基于 dq 理論檢測方法 ........................................................................................... 20 STATCOM 裝置的控制方法 ............................................................................................. 21 直接電流控制 ...................................................................................................... 22 間接電流控制 ...................................................................................................... 22 電流間接與直接控制的比較 ................................................................................. 23 4 STATCOM 裝置的無功補償仿真研究 ........................................ 25 仿真軟件 MATLAB/Simulink 簡介 .................................................................................. 25 仿真軟件 MATLAB/Simulink 的概括 ..................................................................... 25 靜止同步補償器的設(shè)計與仿真 第 2 頁 共 32 頁 .2 仿真軟件 MATLAB/Simulink 的主要功能 ............................................................. 25 STATCOM 的仿真 ........................................................................................................ 26 STATCOM 的仿真的主接線 .................................................................................. 26 仿真波形 及結(jié)果分析： ........................................................................................ 27 本章小結(jié) ....................................................................................................................... 29 5 總結(jié)與展望 ............................................................ 30 總結(jié) ............................................................................................................................. 30 .............................................................................................................................. 30 參考文獻 ................................................................ 31 致謝 .................................................................... 33 靜止同步補償器的設(shè)計與仿真 第 3 頁 共 32 頁 1 緒論 引言 靜止無功補償器（ STATCOM)是柔性交流輸電系統(tǒng)（ FACTS)的一個重要組成部分，是靜止無功補償?shù)陌l(fā)展近年來在世界各地都得到了廣泛的應(yīng)用。河南省電力公司通過與清華大學合作，成功研制出國內(nèi)第一臺177。 20Mvar STATCOM，標志著我國這一領(lǐng)域的工業(yè)應(yīng)用研究處于世界先進水平。因此，諧波抑制和無功功率補償已成為電力電子技術(shù)和電力系統(tǒng)等領(lǐng)域面臨的一個重大課題，引起人們越來越多的關(guān)注，因此如何更好、更有效、更優(yōu)化的對無功功率進行補償是擺在電力工作者面前亟待解決的問題。隨著各省主干電網(wǎng)網(wǎng)架、大區(qū)主干網(wǎng)架和受端網(wǎng)架不斷地加強及完善以及三峽電站各批機組逐步并網(wǎng)發(fā)電，中國的各區(qū)域性電網(wǎng)將實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，多大區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)從經(jīng)濟上帶來了明顯的好處， 但它面臨著以下問題： （ 1）我國一次能源地理分布不均，電源建設(shè)所需的煤和水力資源主要在西部，為滿足東部發(fā)達地區(qū)不斷增長的電力需求，需要通過長距離輸電線將大量的電能送到東部的負荷中心如北京、上海和廣東地區(qū)。實際上輸電線輸送容量主要受穩(wěn)定性的限制，包括：靜穩(wěn)極限；暫穩(wěn)極限；電壓穩(wěn)定性；熱穩(wěn)定性。 （ 2）功率分布和走向不當引起部分線路及其兩端設(shè)備嚴重過負荷，而其他線路則輕載不僅使已有設(shè)備不能充分利用還常常引發(fā)穩(wěn)定問題；形成環(huán)流整個系統(tǒng)的有功功率損耗增加，系統(tǒng)運行很不經(jīng)濟；系統(tǒng)無功功率分配不當，電壓質(zhì)量變差。 (2)穩(wěn)定受電端及電網(wǎng)的電壓，提高供電質(zhì)量。 (3)在電氣化鐵道等三相 負載不平衡的場合，通過適當?shù)臒o功補償可平衡三相的有功及無功負載。其中， 1986 年美國的 EPRI 與西屋公司等研制的177。 80Mvar STATCOM 在