基于STATCOM的無功補償對配電系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性作用研究.pdf

1、由于配電網(wǎng)直接與用戶相連，因此配電網(wǎng)電壓過高、過低、波動都會對用電設(shè)備造成不良影響，嚴(yán)重時甚至可損害用電設(shè)備，從而給人們正常生產(chǎn)生活帶來較大影響。而且隨著電力需求的增長，配電網(wǎng)負(fù)荷容量水平越來越高，沖擊性負(fù)荷的數(shù)量和容量也有了大幅增長，致使配電網(wǎng)電壓跌落并伴隨電壓波動閃變的問題頻繁出現(xiàn)，嚴(yán)重時會導(dǎo)致電壓失穩(wěn)事故，進而給國民經(jīng)濟帶來重大經(jīng)濟損失。因此保證配電網(wǎng)電壓穩(wěn)定具有重要的意義。靜止同步補償器(Static Synchronous C

2、ompensator,STATCOM)作為一種最新的并聯(lián)無功補償裝置，能夠快速地跟蹤補償動態(tài)負(fù)荷，穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，因此在配電網(wǎng)電壓穩(wěn)定方面具有重要理論和應(yīng)用價值。
　　本文首先介紹了STATCOM的基本原理，從理論上推導(dǎo)了STATCOM能夠增加負(fù)荷穩(wěn)定運行的區(qū)間，提高負(fù)荷接入點電壓水平。對包含典型沖擊性負(fù)荷感應(yīng)電動機和STATCOM的系統(tǒng)進行了仿真，證明STATCOM能夠穩(wěn)定負(fù)荷接入點的電壓并穩(wěn)定負(fù)荷運行。
　　其次，為模擬沖

3、擊性負(fù)荷對配電網(wǎng)電壓的影響，提出一種改進型電弧爐模型，該模型運行時消耗無功功率劇烈波動，能使接入點電壓劇烈波動、閃變，可以真實反映沖擊性負(fù)荷對電網(wǎng)電壓的影響。為穩(wěn)定電弧爐接入點電壓，將該點電壓作為一個目標(biāo)狀態(tài)量，包含在建立的STATCOM非線性模型中；基于微分幾何理論對該模型進行線性化；針對模型中含有一類能量有限的不確定性擾動，設(shè)計了魯棒H∞控制器。仿真結(jié)果表明，采用上述控制算法的STATCOM，與采用傳統(tǒng)控制算法相比，在穩(wěn)定電壓、提高

4、電能質(zhì)量上具有明顯優(yōu)勢。
　　再次，基于實際的配電網(wǎng)用戶側(cè)經(jīng)常會出現(xiàn)無功缺額較大且伴隨著電壓波動的現(xiàn)象，雖然靜止無功補償器(Static Var Compensator,SVC)容量較大，能把電壓提升至參考值附近，但SVC動態(tài)補償效果不好，無法抑制電壓波動閃變；而STATCOM雖然能夠解決電壓波動閃變等瞬時電能質(zhì)量問題，但大容量STATCOM成本較高且運行不夠穩(wěn)定，無法將電壓提升至理想水平。針對上述問題，本文提出了利用小容量STA

5、TCOM配合大容量SVC進行無功補償?shù)姆桨福⒔o出了一種基于專家決策、有差斜率電壓調(diào)節(jié)、專家決策子系統(tǒng)結(jié)合模糊自整定的三層混合控制策略，該策略能夠合理地改變STATCOM與SVC的無功分配，讓SVC補償大部分的靜態(tài)無功，STATCOM僅補償小部分的靜態(tài)無功，保留了STATCOM較大的容量來補償動態(tài)負(fù)荷需求的無功，實現(xiàn)了無功精確補償，同時也避免了SVC與STATCOM之間形成無功環(huán)流。所提協(xié)調(diào)控制策略的有效性在搭建的仿真平臺上得到了驗證。