论文总字数：17806字

目 录

1引言 1

1.1课题研究背景及意义 1

1.2无功补偿技术国内外发展现状 1

1.3本文研究的主要内容 1

2无功补偿基本理论及常用无功补偿设备 2

2.1无功补偿基本理论 2

2.1.1无功功率及功率因数 2

2.1.2无功补偿方式 5

2.1.3无功补偿的作用 5

2.2常用无功补偿设备 5

2.2.1同步调相机 5

2.2.2固定电容器 6

2.2.3静止无功补偿器（SVC） 6

2.2.4复合型无功补偿系统 7

3静止同步补偿器（STATCOM）原理及控制方法 8

3.1电压型STATCOM工作原理 8

3.2基本控制方法 9

3.2.1电流的间接控制 9

3.2.2电流的直接控制 12

4STATCOM在配电网的应用 13

4.1模型的建立 13

4.1.1负载模块 14

4.1.2D-STATCOM模块 14

4.1.3数据采集模块 18

4.2仿真运行分析 18

4.2.1消除电压波动分析 18

4.2.2抑制电压闪变分析 21

4.3仿真结果总结 23

5结论与展望 23

参考文献…………………………………………………………………………………………25

致谢………………………………………………………………………………………………...27

无功补偿技术及STATCOM在配电网的应用

周海燕

，China

Abstract: With the development of China's power grid, the load and various distributed power supplies are also increasing, which has damaged the stability of the power grid structure and led to a series of problems in power quality. This article mainly explains the principle of reactive power compensation and the working characteristics and advantages and disadvantages of various reactive power compensation devices, and focuses on the working principle and control method of STATCOM. Then use simulink to build the simulation model of STATCOM in 25kV distribution network, and use the indirect current control strategy to control STATCOM. Through comparative analysis, it shows that STATCOM has the effect of maintaining the voltage constant and suppressing voltage fluctuation and flicker.

Keywords: grid; reactive power compensation; STATCOM; Control Strategy; flicke

引言

课题研究背景及意义

无功功率不足可能会导致以下问题：电压降低、功率因数降低及谐波。电力系统中各个节点的电压水平往往是由相应节点无功功率的平衡决定的，对于那些无功功率变化非常频繁和对系统电压有较高稳定性要求的设备来说，实施无功补偿是非常有必要的。功率因数过低往往会导致一些问题：使电网的输出功率降低；降低了输变电设备的供电效率；增大了电网的电能损耗；使线路压降增大，用电设备运行条件恶化等。谐波带来的问题影响更大：使各种机械设备出现不正常工作状态；降低各种发、输、配电设备的工作效率；可能使电网产生局部的串联和并联谐振，而且可能将谐波放大；使电网中各种元器件的损耗增加；继电保护装置可能会因为谐波干扰而误动作；使电气测量仪表的结果出现误差；严重干扰周围的通信设备等。针对以上对于无功功率不足出现的各种问题，我们必须加以控制，进行合理的无功补偿。其主要作用有：降低设备容量；提高功率因数；稳定电压；在电气化铁道等三相负载不平衡的场所，进行适当的无功补偿可以平衡三相的有功和无功负载^[8]。

虽然我国电网发展迅速，但是还是经常出现无功补偿装置容量不足，设备配置不太合理的现象，而且缺乏可调节的无功容量。无功补偿中最常用的措施一般有开关投切电容器，但是它的缺点是不能连续调节并且响应迟缓，而且容易产生过电现象，又由于需要经常投切开关而导致维修不方便，所以很少投入到实际中。相比之下静止无功补偿装置有很多优点，它的应用也比较广泛。

无功补偿技术国内外发展现状

从早期的同步调相机，并联电容器，到现在的静止补偿设备，无功补偿装置朝着多功能化，集成化，综合化，自愈化，网络化发展。电力电子开关的应用，使得无功补偿发展更快。电力电子开关在保证无功补偿快速准确的实施的同时，还能够引进各种智能控制技术，赋予了无功补偿更高的实时性和灵活性，同时还可以使电力系统运行更加的稳定和可靠。电力电子开关虽然优点多，但是其缺点是会带来谐波问题，所以无功补偿与谐波治理需要同时进行。近年来，风能、太阳能等可再生能源组成的新能源发电系统发展越来越快。采用SVG可以支持大量可再生能源发电并网，有利于电网电压的稳定，也提高了系统的可靠性。

本文研究的主要内容

本文通过分析比较几种无功补偿设备的性能，着重讨论STATCOM在配电网中的应用。主要阐述内容如下：

1. 无功补偿的原理及各种无功补偿设备的特性；
2. STATCOM的工作原理和控制方法
3. 间接电流控制和直接电流控制策略；
4. STATCOM在配电网的仿真分析。

无功补偿基本理论及常用无功补偿设备

无功补偿基本理论

无功功率及功率因数

（1）正弦电路

对于正弦电路来说，由于其负载通常是线性的，故其电压和电流均为正弦波。设其电压与电流分别为

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