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1、STATCOM原理及控制方法研究第27卷第8期2OO6年8月煤矿机械CoalMineMachineryVo1.27No.8A.2006文章编号:1003一o794(2oo6)o8.0056.03STATCOM原理及控制方法研究*徐益民.刘岫岭.姜志成(黑龙江科技学院,哈尔滨15oo27)摘要:介绍了静止同步补偿器(STATCOM)的分类与工作原理;根据不同的补偿目的,校正功率因数与调节系统电压,并讨论了各自的控制策略;分析了各种控制器的结构特点.并指出了STATCOM相对于SVC的诸多优点.关键词:静止同步补偿器;电能质量;功率因数;电压调节中图号:TM714.3;T
2、D611文献标识码:AResearch0fSTATCOMPrincipleandControllingMeaIlsXUYi一—ra—in-LIUXiu—ling-JIANGZhi—cheng(HeilongjiangInstituteofScienceandTechnology-Harbin150027-China)Abstract:Classificationandoperationprinciplesofstaticsynchronouscompensator(STATC0M)areintm.duced.Accordingtodifferentcompensati
3、onaims,suchaspowerfactorcorrectionandsystemvoltagecontrol.differentcontrolstrategiesarediscussedrespectively.ComparingtostaticVSI"compensator(SVC),manyad-vantagesofsTATCOMareanalyzed.Keywords:staticsynchronouscompensator(STATCOM);powerquality;powerfactor;voltagecontrol0前言随着大功率电力电子器件的发展及
4、柔性输电系统(FAc)技术的提出,FACTS装置的开发及其在电力系统中的应用受到日益广泛的重视.作为FACTS家族中重要成员之一的STATCOM,又称为先进的无功发生器(ASVG),可以在从感性到容性的整个范围中进行连续的无功调节,特别是在欠压条件下仍可有效地发出无功功率,得到了电力工业界越来越多的关注.目前,我国矿山提升设备功率一般都在1000kW以上,并经常处于轻载运行状态,功率因数较低,有必要进行无功补偿.因此对于STATCOM的原理及控制方法进行深入地研究并应用于矿山提升设备中,将会带来显着的经济和社会效益.1分类与工作原理STATCOM按其直流侧储能元件的不
5、同,可以分为电压型和电流型2种.如图1所示.D【a)(b)图1STATCOM基本电路结构图.1STATCOMbasicelectricdrcuitstructuredrawing其中电压型STATCOM直流侧以电容为储能元件,如图l(a)所示,主电路采用三相电压源桥式变*黑龙江省教育厅资助项目(10541191)?56?换电路VSC,将直流电压变为交流电压,然后通过串联电抗器接入电网.其中电抗器起到阻尼过电流,滤除纹波的作用.电流型STATCOM直流侧以电感为储能元件,如图1(b)所示,主电路采用电流源变换电路CSC.将直流电流逆变为交流电流送入电网.并联在交流侧的电
6、容可以吸收换相产生的过电压.在实际应用中,由于电流型STATCOM运行效率比较低,所以投入运行的绝大部分都是电压型.下面以电压型为例来说明STATCOM的工作原理.STATCOM的工作是建立在一个静止的同步电压源的基础之上.其工作原理就是将自换相桥式电路经一个串联电抗(包括变压器的漏抗与电路中其它电抗)与电网相连,根据输入系统的无功功率和有功功率的指令,适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位,或者直接控制其交流侧电流就可以使该电路吸收或者发出满足系统所要求的无功电流,实现动态无功补偿的目的.其单相等效电路如图2所示,图中,变压器的漏抗与电路中其它电抗均折算到L中
7、,STATCOM的所有有功损耗折算到R中.图2STATCOM单相等效电路Fig.2STATCOMsingle—phaseequivalentcircuit2控制策略STATCOM的用途主要有2个:校正系统功率因第27卷第8期STATCOM原理及控制方法研究——徐益民,等Vo1.27No.8数和调节系统电压.虽然这2种功能都是通过向系统中注入无功电流来实现,但针对不同的用途,控制策略亦不尽相同.2.1校正功率因数图3为STATCOM的系统接线图,当STATCOM没有投入运行时,负荷电流f.中的无功分量f完全由系统承担,即f=iIq.如果f.较大,功率因
