STATCOM建模与控制策略：电压源型与电流直接控制的深入解析

电力电子电路建模与分析是现代电力系统中的一项关键技术，特别是在灵活交流输电(Flexible Alternating Current Transmission Systems, FACTS)装置中，如静止同步补偿器(STATCOM)的研究尤为重要。本文由学生杨晓倩针对学号2170420024、班级研1714的背景，参考文献陈晓炯的硕士论文《柔性交流输电装置的控制策略研究》进行探讨。 STATCOM(Static Synchronous Compensator)是并联型FACTS装置的一种，其核心在于通过电力电子设备实现动态无功补偿，提升系统的稳定性和效率。它主要分为电压源型和电流源型两种类型。电压源型STATCOM利用电容作为直流储能元件，通过PWM技术控制开关器件，调节交流电压以控制有功和无功功率；而电流源型则以大电感作为储能，保持直流电流稳定，通过变换为交流电流参与系统交互。 文章首先介绍了STATCOM的基本原理，即通过自换相桥式电路与电网并联，通过调整桥式电路的输出电压相位和幅值，或直接控制电流，来实现所需的无功补偿。其结构包含储能电容、电压源型换流器(VSC)和串联变压器，整个系统作为一个可调电压源接入电力系统。 控制策略是STATCOM实现其功能的关键。文章提到两种主要的控制方式：电流间接控制和电流直接控制。电流间接控制是通过调整逆变器产生的交流电压的相位和幅值，间接影响系统的无功特性；而电流直接控制则更为精确，直接控制STATCOM的交流侧电流，以实现更精准的补偿效果。 在具体实施中，作者在PSCAD软件中构建了STATCOM的仿真模型，验证了其在无功补偿和电压稳定性提升方面的作用。这不仅有助于理论研究，也为实际电力系统的运行优化提供了有力工具。 总结来说，电力电子电路建模与STATCOM的控制策略研究对于电力系统的动态性能优化具有重要意义，尤其是在现代电网中，随着电力电子技术的发展和应用，STATCOM的性能提升和控制策略的优化将对电力系统的稳定性和能效有着深远影响。