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第十二章 交流柔性输电系统控制方法研究

变换器的 FACTS 控制器。下面就来详细介绍 STATCOM 的电路结构、工作原理以及控
制策略。
（1） STATCOM 的基本电路结构
STATCOM 分为采用电压型变换器（voltage- sourced converter，简称 VSC）和采用电
流型变换器（current-sourced converter，简称 CSC）两种类型，其电路基本结构直流侧分
别采用的是电容和电感这两种不同的储能元件。对电压型变换器电路，还需要串联连接
电抗器才能并入电网；对电流型变换器电路，并网时也需要在交流侧并联上吸收换相产
生的过电压电容器。
在实际运行中，由于电流型变换器电路效率比较低，而且发生短路故障时危害比较
大，所以迄今投入使用的 STATCOM 大都采用电压型变换器电路，因此 STATCOM 往往

专指采用自换相的电压型变换器电路 （VSC） 作为动态无功补偿的装置。
（2） STATCOM 的工作原理
大体上，STATCOM 的工作原理就是将自换相桥式电路通过电抗器并联在电网上，
适当地调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，或者直接控制其交流侧电流，就可
以使该静止同步补偿器吸收或发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿。
由于 STATCOM 正常工作时就是通过电力半导体开关器件的通断将直流侧电压转换
成交流侧与电网同频率的输出电压，就像一个电压源型逆变器，只不过其交流侧输出接

的不是无源负载，而是电网。当仅考虑基波频率时，STATCOM 可以等效为一个幅值和
相位均可以控制的、与电网电压同频率的交流电压源。
（3） STATCOM 的基本控制方法
在 STATCOM 中，开环或外闭环调节器输出的控制信号被视为补偿器应该产生的无
功电流 （或无功功率） 的参考值。正是在如何由无功电流 （或无功功率） 参考值调节
STATCOM 真正产生所需要的无功电流 （或无功功率） 这个环节上，形成了 STATCOM
多种多样的具体控制方法，大致可以分为电流的间接控制和电流的直接控制两种方法。
因为在系统电压值基本位置恒定的情况下，对无功电流的控制也就是对无功功率的控
制，因此以下均以无功电流的控制来说明。

3.静止同步发电机 （static synchronous generator，SSG）
SSG 是一种由适当电源供电的静止自换流开关式功率变换器，可与交流电力系统并网
运行，通过调节其多相输出电压而达到与电网交换可独立控制的有功和无功功率的目的。
SSG 是通过在 STATCOM 直流侧引入电源或大容量储能系统而发展起来的一种广义
并联控制器，即是 STATCOM 和一个既能吸收又能放出能量的储能设备的组合体。其中
储能设备可能是电池、超导体、飞轮、超级电容组，或者是另外的整流设备：在电源和
变换器之间不断地补偿直流电容/电感上的能量，使主变换器与并网的交流系统持续交

换可控的有功和无功功率，进行四象限补偿。
SSG 的两个子集为将蓄电池与 STATCOM 组合构成的电池储能系统和将超导体与

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