STATCOM并联技术的研究

在分散控制结构的基础上，可以加入中央控制器模块(如图5所示)，中央控制器首先检测负载侧的无功电流，然后按照适当的无功电流分配算法计算各个STATCOM模块的指令电流。
根据分配算法的不同，无功电流的分配方式分为平均分配和按比例分配两种。公式(3)和公式(4)分别为平均分配方式和按比例分配方式的补偿电流计算公式。

式中，Iqi为第i台模块无功电流指令，Qi为第i台模块的补偿容量，Iqload为负载无功电流，QN为总的补偿容量，N为并联模块台数。

3 系统的建模和仿真
3．1 单个STATCOM模块的仿真
在前面分析的基础上，搭建PSIM环境下STATCOM系统的仿真模型。其中主电路由三相电压源、三相桥式电压源逆变器、连接电抗器、三相阻感性负载以及直流侧电容等组成。控制方法采用基于控制角δ的单变量间接电流控制。仿真参数如下：电源电压380 V，基波频率50 Hz，直流侧电压Udc=1000 V，连接电感和直流侧电容值分别为L=10 mH和C=1000μF。仿真结果如图6所示。

从仿真结果可以看出，补偿前由于感性负载的存在，使得电源侧电流滞后于电压，在STATCOM投入运行后，其发出的电流补偿了一部分的无功，此时电网电压和电流相位相等。
3．2 两台STATCOM模块的并联运行
这里采用分散控制型STATCOM模块并联控制方式，2台STATCOM结构相同，补偿容量均为30 kVar，系统总的无功约为42 kVar。图7所示为无中央控制器时电源及各模块的无功功率波形。

从上图可以看到，负载侧无功功率约为41．7 kVar，2台STATCOM模块各发出约为21 kVar的无功功率(由于大小相等在图中重合为一条曲线)。经过补偿后电源侧无功约为零。

图8所示为加入中央控制器后的仿真波形。此时2台STATCOM结构相同，补偿容量分别为30 kVar和20 kVar，控制规律为0～1 s时系统按比例分配方式运行，1～2 s时按平均分配方式运行，有选择开关在1 s时进行切换。
可以看到。按比例分配方式运行时，由于2台STATCOM装置的补偿容量分别为30 kVar和20 kVar，根据公式(4)计算出各自发出的功率分别为27 kVar和18 kVar，与仿真结果一致；而按平均分配方式运行时，根据公式(3)，2台装置发出的无功应该相等，均为21 kVar，但由于第2台装置的容量只有20 kVar，因此其满载运行，而第1台装置发出21 kVar的无功后，总的补偿容量为41 kVar，并未完全补偿，此时电源无功约为41．7-(20+21)=0．7 kVar。

4 结论
理论分析和仿真结果表明，当系统待补偿的无功功率大于1台STATCOM装置补偿容量时，可以使2台甚至多台STATCOM模块通过适当的并联方法有效扩大无功补偿的容量，并且补偿效果良好。可以说，STATCOM的模块化并联技术的发展前景是十分广阔的。