[发明专利]一种STATCOM接入点电压补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种STATCOM接入点电压补偿方法，属于电力技术领域。

背景技术

STATCOM(Static Synchronous Compensator，静止同步补偿器)在配电网中的应用主要有两个方面：提高功率因数和调节系统电压。虽然这两个方面都是通过STATCOM向系统中注入无功电流来实现，但补偿的目的不同，其实现的补偿的原理也不尽相同。

通过一些控制算法可以将STATCOM等效为一个受控电源，而其中的连接电抗器、各类功率器件损耗，可以集中用等效电阻R来表示，从而得到如图3所示的简化的STATCOM的单相等效电路，交流侧的输出电压、电网电压以及补偿电流之间的相量关系如图4a、图4b所示。由于在简化的单相模型中采用了等效电阻来表示全部的有功损耗，而STATCOM作为一个独立的受控源其只和电网做无功功率的交换而不从电网吸收有功功率。所以其交流侧补偿电流相量与输出电压相量的相位无论是超前或者滞后始终相差90°，而补偿电流与电网电压的相差为90°-δ，此时STATCOM交流侧输出电流中包含一定的有功电流分量，这部分有功分量用来补偿STATCOM的各种等效损耗。因此，控制STATCOM交流输出侧电压就可以控制补偿电流的相位和大小，从而调节STATCOM吸收或发出的无功功率。

图5为STATCOM的系统简化等效接线图，其中Us为等效的电力系统电源电压，Rs+jXs为由负荷端视入的无穷大系统等效戴维南阻抗，Up为STATCOM接入点处的系统电压，也就是负荷的供电电压。当STATCOM没有投入运行时，负荷工作中所需的无功功率Q_l完全由系统承担。如果Q_l较大，有功功率P_l一定(由系统实际出力所决定的)，功率因数会很低，线路损耗也会大大增加。当STATCOM接入系统后，将产生容性无功功率Q_c，为系统提供无功支持。理想情况下，当Q_c＝Q_l时，STATCOM将完全抵消负荷从电网吸收的无功功率，使系统功率因数等于1。

在电网中，两个节点之间电压的幅度差主要是由无功功率决定的，如果系统中无功功率过大，就会产生很大的电压损耗，如果不能及时进行无功补偿，在负荷处会出现欠压现象。在图5中，假定无穷大系统提供的有功功率和无功功率分别为P_s和Q_s，负荷的有功功率和无功功率分别为P_l和Q_l，STATCOM补偿的无功功率为Q_c。则当STATCOM没有投入运行时，负荷的无功功率完全由系统承担，此时Q_s＝Q_l，系统的电压损耗为：

ΔU=US-UP≈PSRS+QSXSUP=PlRS+QlXSUP---(1)]]>

当STATCOM投入运行后，STATCOM对负荷的无功功率进行补偿，以STATCOM向系统发出感性无功功率为无功补偿的正方向，则有：