基于 STATCOM与 TSC混合无功补偿系统的设计仿真.pdf

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1、2015年7月机械设计与制造工程Ju1．2015第44卷第7期MachineDesignandManufacturingEngineeringVo1．44NO．7DOI：lO．3969／j．issn．2095—509X．2015．07．007基于STATCOM与TSC混合无功补偿系统的设计仿真薛博文(西安铁路职业技术学院电气工程系，陕西西安710016)摘要：根据TSC能够提供大容量的容性无功容量，实现无功功率的粗略补偿，STATCOM能够提供小容量的感性与容性无功容量，实现无功功率精确补偿思想，设计了基于STATCOM与TSC协同运行的混合无功补偿装置。首先提出了混合无功补偿系统的

2、电路结构，通过选择TSC支路结构、电容器分组方法与STATCOM间接电流控制策略制定了该装置的工作方案。接着通过对1’SC电容器、电抗器与晶闸管的参数选择，设计了总控制器控制方案。最后搭建了TSC+STATCOM装置的控制模块与主电路，对rI’SC+STATCOM装置投运电网系统前后进行了仿真，仿真结果验证了1’sc+STATCOM无功补偿装置在提高功率因数、抑制自身谐波含量、稳定系统电压等方面均能达到理想的效果。关键词：静止同步补偿器；晶闸管投切电容器；混合无功补偿装置；系统仿真中图分类号：TN715文献标志码：A文章编号：2095—509X(2015)07—0028—07混合无功

3、补偿装置(HVC)由1台静止同步补偿补偿容性又能补偿感性无功的特点，将其设计为混器(STATCOM)和几组晶闸管投切电容器(TSC)组成，合系统的连续子系统，达到“精补”无功的目标。TSC能够提供容性无功容量，以实现无功功率粗略补设计结构如图1所示。偿，成本较低，还可与电感组成单调谐滤波器，是HVC通过设置STATCOM与TSC协调运行，实现混的离散子系统1-23；STATCOM能够提供小容量感性合补偿装置在容性无功功率最大补偿值和感性无和容性无功容量，以实现无功功率精确补偿，是HVC功功率最大补偿值之间平滑调节。其中，TSC负责的连续子系统3]。C成本较低、无功补偿容量大，有级调节

4、进行无功粗补，STATCOM负责无级调节STATCOM能快速、连续地补偿无功容量，两者协同运进行无功精补。由于系统的无功缺额不可能恰好行可实现精确、大容量无功补偿。被某几组TSC补偿，当无功缺额所需的TSC组数本文设计了一种TSC与STATCOM协同运行为(n，n+1)时，为避免过补偿则投入／'t组TSC，剩的混合无功补偿装置；在MATLAB／sIMuLINK平余的无功缺额由STATCOM加以补偿，即可实现无台上搭建了TSC与STATCOM协同补偿的仿真模功补偿平滑调节且成本低的要求。型，分析了该无功补偿装置的工作过程和补偿特如图2所示，选取8组容量均为20kvar的性，对补偿前后配

5、电网功率因数和谐波畸变率变化TSC，按循环策略方式投切；再选一组容量为进行仿真。仿真结果表明：该混合无功补偿装置对25kvar的STATCOM，选取STATCOM容量略大于无功功率的补偿效果良好，并对抑制谐波、稳定系TSC的目的是避免无功在某几组TSC投切容量左统电压具有积极作用。右波动时引起的“震荡投切”。假设3组TSC已投1混合无功补偿装置结构设计入，此刻若再出现20kvar无功缺额并不立即投人利用TSC成本低且可以补偿容性无功的特下一组TSC，而是利用STATCOM进行无功补偿，点，达到“粗补”无功的目标；利用STATCOM既能直到容量缺额超出25kvar才投入下一组TSC。收

6、稿日期：2015—04—07作者简介：薛博文(198O一)，男，陕西西安人，西安铁路职业技术学院讲师，硕士，主要研究方向为电力电子与电力传动、电力系统。·28·2015年第7期薛博文：基于STATCOM与TSC混合无功补偿系统的设计仿真配电网静止同步补偿器STATCOM图1I1SC+sTArC0M混合无功补偿系统HVC结构(△)与星形／三角形混合接法(Y／△)，如图3所示。以上三者分别适用于三相无功分补、无功共补及无8●卜———————◆’功分补／共补j。星形(Y)接线方式优势在于：赣蠡．．_——————I实际运行时电力系统三相负荷不会一直平衡，即使脚．．———————ITSC一相中

7、某电容器击穿，非故障相电容器会限制4+——I故障电流，使最大故障电流小于TSC的3倍额定_l-电流，免受非故障相电容器产生的涌流影响。因I—IL此，星形(Y)接线方式可在三相负荷不平衡时分别0I。补偿各相无功功率，使之达到平衡。故本文选择图2混合无功补偿装置的工作原理TSC星形(Y)接线方式。2．2TSC电容器分组2混合无功补偿装置工作方案由于TSC无功补偿只能有级调节，因此要合2．1支路结构‘理分组电容器，以达到理想的补偿效果。由于本文TSC支路结构有星