【正文】 的前沿性課題 柔性輸電技術(shù)、智能控制、基于全球衛(wèi)星定位系統(tǒng) GPS 的新一代動(dòng)態(tài)安全分析與監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 之一”。 FACTS 是 Flexible AC Transmission System 的英文縮寫，也可翻譯為靈活交流輸電技術(shù)，是指裝有電力電子型或其他靜止型控制器以加強(qiáng)可控性和增大電力傳輸能力的交流輸電系統(tǒng)，是美國(guó)著名電 orani 博士于 1986 年提出的。 3 在電氣化鐵道等三相負(fù)載不平衡的場(chǎng)合，通過適當(dāng)?shù)臒o功補(bǔ)償可平衡三相的有功及無功負(fù)載。 2 穩(wěn)定受電端及電網(wǎng)的電壓，提高供電質(zhì)量。合理的方法是在需要無功功率的地方進(jìn)行補(bǔ)償。這些無功功率必須從網(wǎng)絡(luò)的某個(gè)地方獲得。 為了輸送有功功率，需要送電端和受電端有一相位差，這可以在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)，而為了輸送無功功率，則要求兩端電壓有一幅值差，這只能在很窄的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。 3 降低了電網(wǎng)的功率因數(shù)，造成大量電能損耗。 2 電網(wǎng) 無功容量不足，會(huì)造成負(fù)荷端供電電壓低，影響正常生產(chǎn)、生活用電 。 論文研究背景和研究的意義 在電力系統(tǒng)中，由于電感、電容元件的存在，系統(tǒng)中不僅存在著有功功率，而且存在無功功率。 靜止同步補(bǔ)償器 Static Synchronous Compensator，簡(jiǎn)稱 STATCOM ，是柔性交流輸電系統(tǒng) FACTS 中的重要成員之一，具有實(shí)時(shí)檢測(cè)和補(bǔ)償無功功率、支撐網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)電壓、補(bǔ)償高次諧波等功能。另外，大多數(shù)的電力電子裝置功率因數(shù)很低，也給電網(wǎng)帶來了額外負(fù)擔(dān)，并且影響著供 電質(zhì)量。隨著以三峽水電站為代表的一批新興發(fā)電工程的開發(fā)，以及超高壓、大容量、遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)的發(fā)展，全國(guó)各大電網(wǎng)互聯(lián)，直至出現(xiàn)全國(guó)性的大聯(lián)網(wǎng)已成為必然的趨勢(shì)。 目 錄 1 緒論 1 引言 1 論文研究背景和研究的意義 1 無功功率 3 無功補(bǔ)償?shù)囊饬x 3 主要無功補(bǔ)償裝置及其工作原理 5 并聯(lián)電容器 6 同步調(diào)相機(jī) Synchronous CondenserSC 6 靜止型無功補(bǔ)償裝置 Static Var CompensatorSVC 7 STATCOM 研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 9 STATCOM 研究現(xiàn)狀 9 STATCOM 發(fā)展趨勢(shì) 10 本文研究的主要內(nèi)容 11 2 STATCOM 的工作原理及數(shù)學(xué)模 型 11 STATCOM 的基本電路結(jié)構(gòu) 11 STATCOM 的工作原理 13 STATCOM 的數(shù)學(xué)模型的建立 16 3 無功功率檢測(cè)方法和 STATCOM 的控制策略 19 無功功率檢測(cè)方法 19 dq 矢量變換理論 20 三相對(duì)稱系統(tǒng)的瞬時(shí)無功功率 22 STATCOM 裝置的控制方法 24 直接電流控制 24 間接電流控制 24 電流間接與直接控制的特點(diǎn) 25 4 STATCOM 裝置的無功補(bǔ)償仿真研究 26 仿真工具軟件 PSCAD/EMTDC 簡(jiǎn)介 26 仿真工具軟件 PSCAD/EMTDC 的概況 26 仿真工具軟件 PSCAD/EMTDC 的主要功能 27 仿真工具軟件 PSCAD/EMTDC 的主要結(jié)構(gòu)及元件庫 27 仿真工具軟件 PSCAD/EMTDC 的主要操作步驟 29 STATCOM 的仿真 29 仿真的主接線圖 29 仿真的主控制電路圖 30 仿真的調(diào)制電路圖 30 各仿真的波形圖 32 本章小結(jié) 33 5 總結(jié)與展望 33 結(jié)論 33 展望 34 參考文獻(xiàn) 35 英文原文 37 中文譯文 44 致謝 51 1 緒論 引言 近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的電力工業(yè)也取得了前所未有的成就。 Instantaneous reactive。s rationality, the accuracy, have certain reference value. Keywords: Reactive power pensation。s significance39。仿真結(jié)果表明 STATCOM 能夠?qū)ω?fù)荷進(jìn)行快速地?zé)o功補(bǔ)償，證實(shí)本模型算法的合理性、正確性，具有一定的參考價(jià)值。靜止同步補(bǔ)償器（ STATCOM），作為新一代無功功率補(bǔ)償裝置，它與現(xiàn)有的靜止無功補(bǔ)償裝置 SVC 相比，具有調(diào)節(jié)速度更快、運(yùn)行范圍更寬、吸收無功連續(xù)、諧波電流小、損耗低、所用電抗器和電容器容量及安裝面積大為降低等優(yōu)點(diǎn)，引起了國(guó)內(nèi)外科研與工程領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。本課題具體任務(wù)如下： 1 分析 STATCOM 的主電路結(jié)構(gòu)及工作原理，建立數(shù)學(xué)模型； 2 熟悉無功檢測(cè)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(jìn)行仿真分析。電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)論文 范本 中 國(guó) 礦 業(yè) 大 學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 院： 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 設(shè)計(jì)題目： 靜止同步補(bǔ)償器（ STATCOM）仿真和研究 專 題： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 2020 年 6 月 徐州 中國(guó)礦業(yè) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 學(xué)院 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院專業(yè)年級(jí) 電氣 051 班學(xué)生姓名 任務(wù)下達(dá)日期： 2020 年 2 月 25 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)日期： 2020 年 2 月 25 日至 2020 年 6 月 20 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：靜止同步補(bǔ)償器（ STATCOM）仿真和研究 畢業(yè)設(shè)計(jì)專題題目： 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求： 低功率因數(shù)和諧波污染是供電系統(tǒng)普遍存在的問題，已成為領(lǐng)域迫切需要解決的重要課題之一。 Static Synchronous Compensator， STATCOM）可以有效地避免 SVC 裝置的缺點(diǎn)，具有廣闊 的應(yīng)用前景。 院長(zhǎng)簽字： 指導(dǎo)教師簽字： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)閱書 指導(dǎo)教師評(píng)語（①基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；②獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力；③研究?jī)?nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；④取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑤工作態(tài)度 成 績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱書 評(píng)閱教師評(píng)語（①選題的意義；②基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)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(diǎn)；⑤寫作的規(guī)范程度；⑥總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑦存在問題；⑧是否同意答辯等）： 成 績(jī)： 評(píng)閱教師簽字： 年 月 日 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱書 評(píng)閱教師評(píng)語（①選題的意義；②基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)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(diǎn)；⑤寫作的規(guī)范程度；⑥總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑦存在問題；⑧是否同意答辯等）： 成 績(jī)： 評(píng)閱教師簽字： 年 月 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及綜合成績(jī) 答 辯 情 況 提 出 問 題 回 答 問 題 正 確 基本 正確 有一般性錯(cuò)誤 有原則性錯(cuò)誤 沒有 回答 答辯委員會(huì)評(píng)語及建議成績(jī)： 答辯委員會(huì)主任簽字： 年 月 日 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評(píng)定成績(jī)： 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人： 年 月 日 摘 要 電能質(zhì)量的問 題，尤其是無功功率和諧波的問題，嚴(yán)重威脅著電網(wǎng)的安全運(yùn)行。 論文通過對(duì) STATCOM 的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，無功的產(chǎn)生和影響，無功補(bǔ)償?shù)囊饬x的分析，進(jìn)行了 STATCOM 工作原理的研究，并建立了 STATCOM 的數(shù)學(xué)模型，采用基于瞬時(shí)無功功率理論的檢測(cè)方法，選擇合適 的控制策略，在 PSCAD/EMTDC環(huán)境下進(jìn)行了仿真分析，得出仿真后的波形。 關(guān)鍵詞：無功補(bǔ)償； 靜止同步補(bǔ)償器；瞬時(shí)無功； PSCAD/EMTDC； ABSTRACT The problem of electric energy quality menaces seriously the safe operation of power work, especially reactive power and harmonics. The static synchronous pensator STATCOM , takes the new generation reactive power pensation system, it pares with existing static idle work pensation system SVC , has the adjustable speed to be quicker, the movement scope to be wider, the absorption idle work, the harmonic current small, to lose continuously low, uses the reactor and the capacity of condenser and the erection space to reduce and so on merits greatly, has caused the domestic and foreign scientific research and the project domain widespread attention. The paper through to the STATCOM present situation and the trend of development, the idle work production and the influence, the idle work pensation39。s analysis, has conducted the STATCOM principle of work research, and has established the STATCOM mathematical model, uses based on the instant reactive power theory examination method, chooses the appropriate control policy, has carried on the simulation analysis under the EMTDC/PSCAD environment, after obtaining the simulation profile. The simulation result indicated that STATCOM can shoulder carries on fast the idle work pensation, confirmed that this model algorithm39。 STATCOM。 PSCAD/EMTDC。目前，我國(guó)電力系統(tǒng)的裝機(jī)容量及發(fā)電量均居世界第二，業(yè)已形成了華東、華北、華中、東北、西北、南方六大區(qū)域網(wǎng)和山東、福建兩個(gè)省網(wǎng)。 隨著電力工業(yè)的發(fā)展，電力電子裝置的應(yīng)用日益廣泛，電網(wǎng)中的諧波污染也日趨嚴(yán)重。因此，如何抑制諧波和對(duì)無功功率進(jìn)行補(bǔ)償已經(jīng)成為電力電子技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)以及電力系統(tǒng)研究領(lǐng)域所面臨的一個(gè)重大課題。本文將重點(diǎn)對(duì)基于新型電力電子器件IGCT Integrated Gate Commute Thyristor 的 STATCOM 主電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究，為 STATCOM 的大容量和實(shí)用化尋求合適的解決方案。無功功率的存在對(duì)于電力系統(tǒng)和負(fù)荷的運(yùn)行都非常重要，但其傳輸不僅會(huì)產(chǎn)生很大的有功損耗，而且沿著傳輸途徑還會(huì)產(chǎn)生很大的電壓降落，并且使電網(wǎng)的視在功率增大，從而對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生一系列不良影響，主要可以歸納為以下幾個(gè)方面 : 1 電網(wǎng)總電流增加，使電力系統(tǒng)中的元件如變壓器等的容量增大，從而增加了投資費(fèi)用，在傳送同樣有功功率的情況下，增加了設(shè)備和線路的損耗。反之，若無功容量過剩，則造成電網(wǎng)運(yùn)行電壓過高，電壓波動(dòng)過大。當(dāng)功率，電能損耗提高了將近一半。不僅大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)元件消耗無功功率，大多數(shù)負(fù)載也需要消耗無功。顯然，如果都要由發(fā)電機(jī)提供并經(jīng)過長(zhǎng)距離傳送是不合理的，通常也是不 可能的。 無功補(bǔ)償?shù)淖饔弥饕幸韵?