基于Matlab的DSTATCOM仿真研究.pdf

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1、2013年第2期煤矿机电基于Matlab的DSTATCOM仿真研究关瑞芳(中平能化集团天成环保工程有限公司，河南平顶山467000)摘要：给出了配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)的拓扑结构和数学模型，阐述了基于瞬时无功功率理论的单相电流谐波和无功电流检测原理，采用三角波的比较方式获得PWM控制信号的控制策略。通过Simulink环境下建立了DSTATCOM仿真模型，在感性负载情况下进行仿真分析。仿真结果验证了该模型的合理性和有效性。关键词：配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)；瞬时无功功率理论；无功电流；仿真中图分类号：TM712文献

2、标识码：A文章编号：1001—0874(2013)02—0001—05SimuiationResearchonDSTATCOMBasedonMatlabGuanKu季nng(TianchengEnvironmentalProtectionEngineeringCo．，Ltd．，ChinaPingmeiEnergy&ChemistryGroup，Pingdingshan467000，China)Abstract：Presentsthetopologyandthemathematicalmodelofdistributionstaticsynchr

3、onouscompensator(DSTATCOM)，andtheprincipleofharmonicandreactivedetectionbysingle-phasecurrentbasedOffinstantaneousreactivepowertheoryisexplained．ThecontrolstrategyofreceivingPWMcontrolsignalisproposedbymakingcomparisonswithtriangularwave．Finally，distributionstaticsynchronous

4、compensator(DSTATCOM)simulationmodelisestablishedbasedonSimulinkenvironmentandisbeingsimulatedwhentheloadisinductive．Thesimulationresultsshowthatthemodelisreasonableandeffective．Keywords：distributionstaticsynchronouscompensator(DSTATCOM)；instantaneousreactivepowertheory；reac

5、tivecurrent；simulation0引言1DSTATCOM的建模配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)是用户电力技术的重要装置之一，它采用可关断器件在电网三相之问实现无功交换，只要在直流侧并联较小容量的电容器，便可向电网进行实时动态无功补偿，不仅在很大程度上提高了电压质量，而且其具有响应速度快，调节连续，装置体积小等优点，得到了电力工业界越来越多的关注⋯。本文以瞬时无功功率理论为基础，提出了基于瞬时无功理论的单相无功检测方法，采用三角波的比较方式获得PWM控制信号的控制策略，并对DSTATCOM进行建模、仿真。通过仿真结果，证明了D

6、STATCOM具有良好的无功补偿性能和动态响应速度。在稳态运行的情况下，目前DSTATCOM数学模型大多是以静止同步补偿器(STATCOM)的模型为基础，并基于开关函数建模法所得到的。本文的DSTATCOM数学模型，由一个电压型变流器经一个串联电抗器与电网相并联，然后根据输入的无功功率和有功功率指令，变流器如同同步发电机一样，产生相位与幅值均可迅速调节的基频分量对称的三相正弦电压叠加到电网上，最终吸收或发出满足系统要求的无功功率。由图1的STATCOM主电路，定义开关状态为：．s沪f1营翌i∈{n，6，。}，后∈{¨，dt(1)5沪i0关断惟{

7、n，6，。}'丘∈{¨'(1’·2·煤矿机电2013年第2期图1电压型静止同步补偿器主电路图三相逆变器任一时刻同桥臂只有一个开关导通，可得：Js诅+S。d=1，i∈{口，b，c}(2)定义相开关函数如下：讧嘁s㈡，[

8、：]㈩[i三]=R[蔓]+L盖[{；]+[i三]c5，c警屯堋。5一，[

9、：]㈤』dLtrLii。q】=『二三一≥]【芝】+{i[M1．L5sdq一“luggdql．Ic7，警=扣s。嘲㈩结合[：：]=u。。【量]，可得：列=尺一一了∞0LRr、一百u0O鼢丢雕l[Us。l+UdcL0tdC(9)式(9)便为STATCOM的动态数

10、学模型，它主要包括4个参数和2个控制量。主要参数为装置的等值电抗L，等值电阻尺(代表损耗)，STATCOM直流侧电容参数C，以及系统基频角频率∞。控制