STATCOM并聯技術的研究

在分散控制結構的基礎上，可以加入中央控制器模塊(如圖5所示)，中央控制器首先檢測負載側的無功電流，然后按照適當的無功電流分配算法計算各個STATCOM模塊的指令電流。
根據分配算法的不同，無功電流的分配方式分為平均分配和按比例分配兩種。公式(3)和公式(4)分別為平均分配方式和按比例分配方式的補償電流計算公式。

式中，Iqi為第i臺模塊無功電流指令，Qi為第i臺模塊的補償容量，Iqload為負載無功電流，QN為總的補償容量，N為并聯模塊臺數。

3 系統的建模和仿真
3．1 單個STATCOM模塊的仿真
在前面分析的基礎上，搭建PSIM環境下STATCOM系統的仿真模型。其中主電路由三相電壓源、三相橋式電壓源逆變器、連接電抗器、三相阻感性負載以及直流側電容等組成。控制方法采用基于控制角δ的單變量間接電流控制。仿真參數如下：電源電壓380 V，基波頻率50 Hz，直流側電壓Udc=1000 V，連接電感和直流側電容值分別為L=10 mH和C=1000μF。仿真結果如圖6所示。

從仿真結果可以看出，補償前由于感性負載的存在，使得電源側電流滯后于電壓，在STATCOM投入運行后，其發出的電流補償了一部分的無功，此時電網電壓和電流相位相等。
3．2 兩臺STATCOM模塊的并聯運行
這里采用分散控制型STATCOM模塊并聯控制方式，2臺STATCOM結構相同，補償容量均為30 kVar，系統總的無功約為42 kVar。圖7所示為無中央控制器時電源及各模塊的無功功率波形。

從上圖可以看到，負載側無功功率約為41．7 kVar，2臺STATCOM模塊各發出約為21 kVar的無功功率(由于大小相等在圖中重合為一條曲線)。經過補償后電源側無功約為零。

圖8所示為加入中央控制器后的仿真波形。此時2臺STATCOM結構相同，補償容量分別為30 kVar和20 kVar，控制規律為0～1 s時系統按比例分配方式運行，1～2 s時按平均分配方式運行，有選擇開關在1 s時進行切換。
可以看到。按比例分配方式運行時，由于2臺STATCOM裝置的補償容量分別為30 kVar和20 kVar，根據公式(4)計算出各自發出的功率分別為27 kVar和18 kVar，與仿真結果一致；而按平均分配方式運行時，根據公式(3)，2臺裝置發出的無功應該相等，均為21 kVar，但由于第2臺裝置的容量只有20 kVar，因此其滿載運行，而第1臺裝置發出21 kVar的無功后，總的補償容量為41 kVar，并未完全補償，此時電源無功約為41．7-(20+21)=0．7 kVar。

4 結論
理論分析和仿真結果表明，當系統待補償的無功功率大于1臺STATCOM裝置補償容量時，可以使2臺甚至多臺STATCOM模塊通過適當的并聯方法有效擴大無功補償的容量，并且補償效果良好。可以說，STATCOM的模塊化并聯技術的發展前景是十分廣闊的。