静止同步补偿器的设计与仿真本科学位论文.doc

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1、静止同步补偿器的设计与仿真目录1绪论11.1引言11.2本文研究背景及意义11.3电力系统静止无功补偿技术的种类及其各自的优缺点31.3.1并联电容器31.3.2同步调相机(SynchronousCondenser-SC)41.3.3饱和电抗器41.3.4静止型无功补偿装置(StaticVarCompensator-SVC)51.4STATCOM研究现状和发展趋势51.4.1STATCOM的研究现状51.4.2STATCOM的发展趋势51.5本文的研究内容52STATCOM的工作原理及数学模型52.1STATCOM的基本结构52.2STATCOM的工作原理5

2、2.3STATCOM装置的时域数学模型53无功功率的检测方法和STATCOM的控制策略53.1无功功率检测方法53.1.1基于dq理论检测方法53.2STATCOM装置的控制方法53.2.1直接电流控制53.2.2间接电流控制53.2.3电流间接与直接控制的比较54　STATCOM装置的无功补偿仿真研究54.1仿真软件MATLAB/Simulink简介54.1.1仿真软件MATLAB/Simulink的概括5第36页共32页静止同步补偿器的设计与仿真4.1.2仿真软件MATLAB/Simulink的主要功能54.2STATCOM的仿真54.2.1STATCO

3、M的仿真的主接线54.2.2仿真波形及结果分析：54.3本章小結55总结与展望55.1总结55.2展望5参考文献5致谢5第36页共32页静止同步补偿器的设计与仿真1绪论1.1引言静止无功补偿器（STATCOM)是柔性交流输电系统（FACTS)的一个重要组成部分，是静止无功补偿的发展近年来在世界各地都得到了广泛的应用。河南省电力公司通过与清华大学合作，成功研制出国内第一台±300kvarSTATCOM工业样机和±20MvarSTATCOM，标志着我国这一领域的工业应用研究处于世界先进水平。随着电力系统中非线性用电设备，尤其是电力电子装置日益广泛的应用，电力系统

4、中的谐波与无功功率也越来越严重，而大多数电力电子装置功率因数较低，给电网带来了额外的负担，严重影响供电质量。因此，谐波抑制和无功功率补偿已成为电力电子技术和电力系统等领域面临的一个重大课题，引起人们越来越多的关注，因此如何更好、更有效、更优化的对无功功率进行补偿是摆在电力工作者面前亟待解决的问题。1.2本文研究背景及意义由于我国经济发张不平衡，一次能源地理分布不均，因此我国电力发展的基本国策为：“全国联网，西电东送，南北互供，厂网分开”。随着各省主干电网网架、大区主干网架和受端网架不断地加强及完善以及三峡电站各批机组逐步并网发电，中国的各区域性电网将实现联网

5、，多大区域互联电力系统从经济上带来了明显的好处，但它面临着以下问题：第36页共32页静止同步补偿器的设计与仿真（1）我国一次能源地理分布不均，电源建设所需的煤和水力资源主要在西部，为满足东部发达地区不断增长的电力需求，需要通过长距离输电线将大量的电能送到东部的负荷中心如北京、上海和广东地区。输送的功率达到1.2-1.5亿KW输送如此大的功率需要建设多条远距离输电线，由于我国地形复杂，建设输电线的造价高昂，因此有效地减少输电线的输送容量。实际上输电线输送容量主要受稳定性的限制，包括：静稳极限；暂稳极限；电压稳定性；热稳定性。对于长距离输电线来说其热稳定极限是很

6、高的，但受其他三项的限制，使其输送容量无法达到最大。（2）功率分布和走向不当引起部分线路及其两端设备严重过负荷，而其他线路则轻载不仅使已有设备不能充分利用还常常引发稳定问题；形成环流整个系统的有功功率损耗增加，系统运行很不经济；系统无功功率分配不当，电压质量变差。无功补偿的作用主要有以下几点:(1)提高供用电系统及负载的功率因数，降低设备容量，减少功率损耗;(2)稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。在长距离输电线路合适的地点设置动态无功补偿，还可以改善输电系统的稳定性，提高输电能力;(3)在电气化铁道等三相负载不平衡的场合，通过适当的无功补偿可平衡三相的有

7、功及无功负载。目前，世界上已有多台投入运行的STATCOM。其中，1986年美国的EPRI与西屋公司等研制的±1MvarSTATCOM在纽约的SspringValley投入示范运行；1991年日本的三菱公司与关西电力公司共同研制的±80MvarSTATCOM在Inuyama开关站投入154KV系统运行；1992年东京电力分别与东芝公司日立公司开发的两台±50MvarSTATCOM在新信浓电站投入使用；1995年美国的电力科学院EPRI、田纳西流域管理局TVA与西屋公司投入了一台±100MvarSTATCOM；1997由德国西门子公司开发研制的±8MvarST

8、ATCOM在丹麦ReisbyHede风场投入运行；目