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2024年6月(第11期)技术创新与应用研究

基于Simulink的静止同步补偿器的仿真分析研究

孔祥明

（国网四平供电公司，吉林省四平市，130022）

摘要本文着重探讨了静止同步补偿器（STATCOM）的结构和运作原理，通过比较无功电流检测的两种方法，

深入研究了对静止同步补偿器的控制方法。双环控制策略在研究中被采用，其中外环的控制目标是直流侧的电容

电压，内环的重点是电流控制。在调制方法上，采用PWM调制技术。我们在MATLAB的Simulink模块中建立了

三相STATCOM的仿真模型，并对在不同工况下，包括恒定感性负载和容性负载，STATCOM的波形进行了全面

测试。通过验证，研究发现所构建的STATCOM模型在这些工况下都表现出良好的补偿效果。

关键词静止同步补偿器；无功补偿；Simulink仿真

中图分类号:TM46文献标识码:A文章编号:1002-1221(2024)16-0125-03

随着产业结构的调整和制造业的转型升级，电能的波含量，有效抑制了电网谐波和电压波动。与SVC相比，

应用经历了从简单粗暴到更加精细化的转变，特别体现STATCOM系统具有更强的独立性，能够适应电网结构的

在对电能的高效利用上。这个发展趋势伴随着对生产过变化，实现在无功补偿状态下的持续快速切换，具有感

程更为优越控制的需求，以及对稳定或规律能源供应的性和兼容性。综上所述，STATCOM作为一种静止同步补

不断追求。然而，电能质量问题也逐渐凸显。电子技术偿器，在柔性交流传输系统中扮演着关键角色，具备卓

的广泛应用，尤其是电力电子装置的应用，极大地推越的动态补偿性能，广受国内外科研人员的高度关注。

动了我国电力系统的快速发展。但是，大部分电力电一、STATCOM装置的构成

子装置功率由于数目较低而导致电流落后于电网电压，

该电路系统的直流侧采用电容进行能量储存，并通

导致对电网造成额外负担，并对供电质量造成负面影

过逆变操作将直流电压转换为交流电压，以串联电抗

响，因此无功功率需要大量消耗。

器实现并网操作。这些电抗器有减振电流的作用，也

电力系统的稳定性在当今电力行业中是必不可少

有过滤作用。图1为电压桥式电路构造。

的。为了保证系统可靠、稳定地运行，电压必须保持

在规定的范围内波动。完成对电压水平的调节，通常

需要在系统中生成、吸收和传递无功功率。然而，由

于无功功率传输的限制，需要在整个系统布置设备来

有效地控制电压。为此，在国内外电力系统领域，研

究新型无功功率补偿装置已成为一项重要课题。

以前电网无功功率补偿都是用同步调相器。然而，

由于同步调相机本质上是一种同步电动机，具有旋转机

图1STATCOM基本结构

械结构，导致在运行中产生大量磨损和发热，维护成

本较高。而且，由于其设置只能在电力系统的重要节点，系统一般采用全控制的晶闸管，如IGBT等作为开

难以实现精准控制，因此逐渐被淘汰。相较之下，并联关器件。这些器件具有可控的开关状态，不需要反向电

电容器作为静态无功补偿设备，在结构、扩展性和灵活流，而反并联的二极管则用于续流。因此，通过合理

性方面具备优势，并且经济性较高。然而，由于其投调节全控型开关器件，以满足负载对无功电流的需求，

切依赖机械臂，投切速度较慢，当无功功率剧烈变化时，可以实现