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TSC和STATCOM混合无功补偿系统研究

梁志坚  
【摘要】:电网中无功功率的不足不仅会导致电能浪费,还会对电能质量和供电可靠性产生影响,造成经济损失,因此对电网中的无功功率进行补偿是很有必要的。对无功功率补偿问题进行研究,不仅具有现实意义,而且具有理论研究价值。晶闸管投切电容器(Thyristor Switched Capacitor,TSC)是一种目前被大量运用的无功补偿手段,在实际运用中体现出了结构简单、成本较低的优点。相比之下,静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)则表现出了较为理想的动态特性,它的优点是控制精确、响应迅速、滤波性能优异,能有效地处理系统电压波动等问题。本文将TSC和STATCOM进行混合补偿,既保证了系统动态调控和持续补偿能力,又有效降低了补偿成本,具有良好的现实意义和发展前景。本文首先介绍了TSC和STATCOM的运行原理和基本结构,比较了两者的工作特性,分析了TSC+STATCOM混合系统的基本运行原理。重点研究了混合系统无功补偿系统的控制策略,计算了TSC和STATCOM的容量配比,并设计了基于哈密尔顿函数的控制器,对TSC运用传统控制手段达到无功功率的稳定平衡,对STATCOM运用间接电流形式调控完成对动态无功的小幅度管理。并运用MATLAB/Simulink软件建立了TSC和STATCOM仿真模型,仿真结果表明,该混合补偿装置不仅可以提高系统功率因数,而且可以进行连续补偿。能够满足系统所要达到的提高功率因数、稳定电压等方面的要求。最后设计了混合无功补偿系统的硬件和软件部分,为下一步实验研究的开展打下了基础。


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