静止同步补偿器D-STATCOM
静止同步补偿器(STATCOM)示范工程电气二次系统设计分析
１ 概 述
随着 直 流输 电技 术 的快 速 发 展 ， 南方 电 网逐 渐
形 成 了强直 弱交 的输 电格 局 。多 回直流 集 中馈人 的
功率单元级保护主要 是保护功率器件不超 出运行
范围， 包括撬杠故障， 旁路失败 ， 通信故障， 数据校验错 误， 泄漏故障， 自 检故障， 充 电失败 ， 电源故障， Ｉ Ｅ Ｇ Ｔ 故 障， 直流过压， 直流欠压， 电容压力过大保护等。 换 流链 级 保 护 主 要 是 保 护 换 流链 设 备 正 常 运 行， 包括 ： 过压 保 护 ， 欠 压 保护 ， 过流 保护 ， 速 断保 护 ， Ｐ ｒ Ｉ ＇ 故障保护 ， 同步故障保护 ， 水冷故障保护 ， 节
电气二次 系统的关键技术及设计要点。重点 阐述保 护 系统 分层分级 的 配置方式 ， 通过 仿真计 算验证 不配置 ３ ５ ｋ Ｖ
母线保护的可行性 ， 对 比 不 同 的监 控 及 远 动 系统 配 置 方 案 并 指 出每 个 方 案 的 工程 应 用 范 围 ， 介 绍 其 他 二 次 系统 的设
通过 图 １的 主接线 看 出 ， ３ ５ ｋ Ｖ ８ Ｍ 母 线通 过专
６・
第１ ０期
蔡 田田， 等： 静止 同步补偿器 （ Ｓ Ｔ Ａ Ｔ Ｃ Ｏ Ｍ） 示范工程 电气二次 系统设计 分析
用 变接 人 ２ ２ ０ ｋ Ｖ系 统 。考 虑专 用 变 压 器 已配 置 ３ ５
计及 实现方法等等 ， 为后 续的 ｓ Ｔ Ａ Ｔ Ｃ Ｏ Ｍ 工程提供参考 。
关键 词 ： 静 止 同 步补 偿 器 （ Ｓ Ｔ Ａ Ｔ Ｃ Ｏ Ｍ） ； 保护配置 ； ３ ５ ｋ Ｖ母线保护 ； 监 控 及 远 动 系统 ； 备 用 电 源逻 辑 文章编号 ： １ ０ ０ ８— ０ ８ ３ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０— ０ ０ ０ ６— ０ ３ 中 图分 类号 ： Ｔ Ｍ ７ ７ 文 献标 志码 ： Ｂ
静止同步补偿器(STATCOM)技术的应用及发展现状
浅谈STATCOM技术的应用及发展现状戚莹莹，吴江峰西安理工大学自动化学院，陕西西安710048摘要静止同步补偿器（STATCOM）是柔性交流输电系统的核心。
详细分析了静止同步补偿器的基本工作原理、分类、元器件选择等，对静止同步补偿器的控制方式进行了综合与比较，综述了静止同步补偿器的应用及发展现状，并提出今后静止同步补偿器的发展趋势。
关键字静止同步补偿器；逆变器；控制方式AbstractKeywords1 概述静止同步补偿器（Static Synchronous Compensator，STATCOM ）是柔性交流输电系统（Flexible AC Transmission System，FACTS）的核心装置和核心技术之一。
在此之前，又称ASVG、SVG、STATCON、ASVC，直至1995 年国际高压大电网会议与电力、电子工程师学会建议采用静止同步补偿器（STATCOM）[1]。
静止同步补偿器采用新一代的电力电子器件，如：门极可关断晶闸管（GTO），绝缘栅双极型晶体管（IGBT），集成门极换向晶闸管（IGCT），并且采用现代控制技术，其在电力系统中的作用是补偿无功，提高系统电压稳定性，改善系统性能。
与传统的无功补偿装置相比，STATCOM 具有调节连续，谐波小，损耗低，运行范围宽，可靠性高，调节速度快等优点，自问世以来，便得到了广泛关注和飞速发展。
我国电力工业发展迅速，其需求将保持持续、快速的增长态势而且需求规模在增大，当前我国电力事业可靠性要求高、实用性强；经济效益突出；节能，环保、高效成为主要趋势。
STATCOM 的广泛应用使得电力系统更加稳定高效，符合当今社会电力工程发展趋势。
2 STATCOM 的工作原理2.1 基本工作原理STATCOM大体上分为电压源型和电流源型，在实际应用中大多使用电压源型（采用电压型变换器Voltage-sourced inverter，VSI）。
图1 用以简单说明基于VSI的STATCOM的工作原理。
静止无功补偿器STATCOM在电力系统中比较分析
２ ． ３ ． １并联 电容器 （ 或电抗器 Ｆ Ｃ） 并 联 电容 器 （ 或 电抗 器 Ｆ Ｃ） 是 通 过 断 路
器 来 进 行控 制 的 ， 同 时 利 用 电抗 器 或 者 电容 器
４结束语
由于 Ｓ Ｔ Ａ Ｔ Ｃ Ｏ Ｍ 的优 点 很 多， 因而 ，新
时期 的无功 功率 补偿 装置 的发 展趋 势就 是将 Ｓ Ｔ Ａ Ｔ Ｃ ＯＭ 当成一种 新型的无功功 率补 偿调节 装置 ，丽 Ｓ Ｔ Ａ Ｔ Ｃ ＯＭ 已经逐步成为 国际电力行 业的重要研究课题 。然而 ，依然存在一些 因素 （ １ ）和 电力系统对无 功容量的要求相 比， 逆变器的容量还不够大 ，如今 ，只有采 用先进
闸管投切 电容 器 （ Ｔ Ｓ Ｃ ）、磁 阀式可控 电抗器 制 约 Ｓ Ｔ Ａ Ｔ Ｃ ＯＭ 的发 展 ，其 中包 括 ： 具有如下特点 能适应 负荷变化 比较快 的场合
响应时间短 ，约为 １ ０ ｍｓ 。
的技术、有效消除谐波与提高 电压等级 、链式
连接技术和多 电平技术来提高逆变器容量 。
电子技术 ・ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
静 止无功 补偿器 Ｓ Ｔ Ａ Ｔ Ｃ Ｏ Ｍ 在 电力系统 中比较分析
文／ 王 杰
就 可以得到交变的电压波。在去除里面的谐波 最 终使 得输 电线 路稳 态传输 功率 极 限得 以提
现 如 今 ， 电 力 系 统 的 规 模 越 来越 大，电 力电 子技 术 的发展 速 度 也 在 不 断加 快 ，Ｓ Ｔ Ａ Ｔ Ｃ Ｏ Ｍ以其 独 特 的性 能成 为 了新 时期 的无 功补 偿装 置 。本 文主要 介 绍静 止 无功 补偿 器Ｓ Ｔ Ａ Ｔ Ｃ Ｏ Ｍ基 本 原 理 、 技 术 特性及其优越性相 关内容 。
STATCOM研究与技术应用
STATCOM研究和技术应用介绍资料目录一电力前沿补偿技术----DSTA TCOM简介 (3)1. DSTATCOM兴起的背景与原因 (3)2. 国内外发展现状 (9)二动态无功补偿技术应用综述 (16)1. 概述 (16)1.1负荷侧对电能质量的污染呈增长趋势 (16)1.2 电能质量问题的内涵发生了较大改变 (17)2. 无功补偿装置的发展 (18)2.1静止无功补偿装置 (18)2.2 国内外电网动态无功补偿的现状 (19)3. 动态无功补偿装置的工作原理及其在输电网中的应用 (20)3.1 SVC的工作原理及在电网中应用 (20)3.2 STATCOM的工作原理及在电网中应用 (23)3.3 STATCOM及SVC应用于输电网的仿真研究 (24)4. 动态无功补偿装置在配电网及大型工矿企业的应用 (25)4.1 SVC在配电网和工矿企业的应用 (25)4.2 DSTATCOM基本原理及应用 (26)5. STATCOM与SVC的技术比较 (27)6. DSTATCOM产品介绍 (28)6.1 装置简介 (30)6.2 主要特点及功能 (30)6.3技术数据 (31)6.4 使用环境条件 (32)6.5 参照和执行标准 (32)6.6±100Kvar以下STATCOM成本和售价 (32)6.7 应用场所及推广价值 (35)6.8 技术和市场前景 (35)7. 结束语 (36)三清华大学柔性交流输电技术研究概况 (37)1．柔性交流输电技术(FACTS)技术将扮演重要的角色 (37)2．中国的FACTS研究概述 (38)3．±20MVA STATCOM介绍 (39)3.1 主电路及配置 (39)3.2 响应曲线 (41)4．±100MV A级的STA TCOM制造成本 (42)5．结论 (43)四含FACTS复杂模型的暂态稳定性研究 (45)一电力前沿补偿技术----DSTATCOM简介STATCOM是STATic synchronous COMpensator的缩写，即静止同步补偿器。
静止无功补偿技术STATCOM
1 STATCOM参数估计——控制角范围
1 2 P * R
*
* PN
Q
*
1 R
*
输出额定无功时
*
R
1 2 * N R 1 * Q N 1 * N
譬如：X =0.2，X/R=5 * R =0.04 * N ， =2.3 P =4% 额定损耗决定了的范围！
N P R
一、STATCOM的基本工作原理
1 STATCOM的等效电压源特性 设有一个并网电压源逆变器，通过某种控制 方式，在其逆变输出侧产生一个这样的正弦电压
• 与电源电压同步（频率相同）
• 幅值可调 • 相位可调（以电源电压为参考）
＝同步发电机
U g
Udc
U U g g
控制与驱动
可调电压源的一种实现方法示例
8 标幺化模型的基准选择 交流侧
U base U S .N
Sbase QSTATCOM . N
Z base
2 U base
uVSI
3 U dc sint 2
Sbase
直流侧
UVSI kV U dc
1 Ubase.dc？ U base kV
9 标幺化模型
交流侧 简化
U S sin
R I
U g U S cos U S sin Ug US cos sin
X R
X X 1 R R
7 基于损耗的潮流分析模型
2 US 2 US Q sin 2 2R
Q
P
R
(sin ) 2
P
本数学模型仅针对电容储能型和单变量控制。
静止无功补偿技术
静止同步补偿器(STATCOM)应用与控制技术研究
静止同步补偿器(STATCOM)的应用与控制技术研究中图分类号：tn715+.2文献标识码： a 文章编号：1课题背景及意义（background and significance of the research）在现代社会中，能源为人民生产生活提供了有力的保障。
而电能更成为我们离不开的能源。
然而，由于中高压、大功率的电力电子器件在电力系统中的应用、发展，带来技术进步的同时也带来了许多电能质量问题。
许多电力电子装置不仅功率因数很低，而且谐波污染严重，这就给电网带来了额外负担，影响了供电质量。
除此之外，电网系统中本身存在的轧钢机、电弧炉等冲击性不平衡负荷，运行中会产生大量的高次谐波，并使得系统产生电压波动和闪变并引起三相不平衡这些危害系统性能的电能质量问题。
如何进行无功补偿和谐波治理，进而提高电能质量，已经成为了目前输配电技术中最为紧迫的问题之一。
无功补偿主作用很多，它不仅可以稳定电网系统及装备使用端的电压，如果在长距离输电线路中的某些合适的地方投入就地补偿的无功补偿装置，还可以提高输电系统的输电能力。
无功补偿会使系统和负载的功率因数有很大的提高，这将降低设备的容量，有利于减少功率损耗。
另外，在系统电压不平衡时或者三相负载不对称，无功功率补偿还可以改善系统的不平衡度。
无功补偿和谐波治理在使用设备和控制上具有一定的一致性，无功补偿的同时也会对谐波有所抑制。
但无功功率补偿更偏向提高电力设备利用率，稳定电网电压。
所以，实时快速的无功补偿对提高电网运行的稳定性能，保证供电质量具有十分重要的实际意义。
2无功补偿装置的发展概况（the development situation of reactive power compensation device）无功补偿装置经历了四个发展阶段，各阶段的装置分别为同步调相机、无功补偿电容器、静止无功补偿器（svc）以及静止同步无功补偿器（statcom）。
各种无功补偿装置在响应速度、补偿方式、控制策略等方面有较大区别，表1-1给出了其对比。
静止同步补偿器_STATCOM_在南网中的运用
广东科技2011.6.第12期静止同步补偿器（STATCOM ）在南网中的运用刘培杰1概述南网是我国目前唯一的交直流并联运行的超高压、远距离、大容量互联电网，其受端侧广东电网，特别是珠江三角洲电网，外受电力大，负荷高度密集。
这就决定了该地区无功需求大，需要大量的无功补偿，目前主要依靠电容器进行补偿。
南方电网无功和电压方面存在如下几方面的主要问题：负荷中心动态无功补偿不足，而无功和电压控制手段有限，电容器等无功补偿设备不能迅速的投入，不能满足暂态过程系统的无功需求。
因此在广东电网应用动态无功补偿设备，利用动态无功补偿设备快速响应的特点，可有效地改善系统的电压稳定性，提高广东电网动态无功储备，提高受电能力，增强抵御电网大事故的能力。
2STATCOM 工作原理STATCOM（Static Synchronous Compensator ），即静止同步补偿器，就是专指由自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。
STATCOM 的基本原理就是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联在电网上，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，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。
从本质上讲，STATCOM 可以等效为大小可连续调接的电容或电抗器。
与传统的无功补偿装置相比，STATCOM 具有调节连续，谐波小，损耗低，运行范围宽，可靠性高，调节速度快等优点。
南网首台STATCOM 装置安装在500kV 东莞站，直挂电压等级为35kV ，容量为±200Mvar ，电子电路采用电压源型，串联电抗后并入35kV 母线，如图1所示：在计及连接电抗器的损耗和变流器本身的损耗情况下，其单项等效电路图及向量图如图2，设电网电压和STATCOM 输出的交流电压分别用相量U S 、U I 表示，则连接电抗X 、电阻R 上的电压U L 则为U S 与U I 的相量差，通过电抗电流I=U L /（R+jX）是可以由其电压来控制的。
静止同步补偿器STATCOM的应用现状和趋势
袁志昌
刘文华 宋强
（清华大学，北京１０００８４）
ห้องสมุดไป่ตู้
匝摘要月本文通过国内外几个典型的应用案例，介绍静止同步补偿器（ＳＴＡＴＣＯＭ）的应用现状，从性能、 占地、投资、损耗等方面比较ＳＴＡＴＣＯＭ和ＳＶＣ两种主要动态无功补偿技术的特点和发展趋势。 匠关键词卫并联无功补偿静止同步补偿器（ＳＴＡＴＣＯＭ） 静止无功补偿器（ＳＶＣ）
——电压源逆变器采用了新型的链式结构，获得了一系列优异的性能，包括造价低（省去了多重化变压器 的投资）、占地少（主体部分占地面积少于４００ｍ２）、冗余运行可靠性高、模块化设计扩展性好，等等。
２．５
２００３年美国康涅狄格州±１５０ＭｖａｒＳＴＡＴＣＯＭＥｌ６］ Ｇｌｅｎｂｒｏｏｋ变电站位于康涅狄格州西南部，属于东北电力公司（Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｕｔｉｌｉｔｙ）下辖的诺沃克一
（ａ）ＳＴＡＴＣＯＭ装置外观；（ｂ）并联无功补偿系统构成
障属于Ｎ一２导则之内的扰动，不允许出现如此严重的电压跌落，因此必须对电网进行有效改造，增强电
网应对事故的能力。 为此，东北电力公司考察了三种可行的解决方案。第一种是加装固定电容器组，经计算约需要
３００Ｍｖａｒ，这些电容全部投入后将使正常运行时系统电压过高。第二种是线路改造，将系统中几条１１５ｋＶ 输电线路改造成２３０ｋＶ线路将有可能满足Ｎ一２导则，然而其中部分线路刚从６９ｋＶ改造成１１５ｋＶ，绝缘 水平不能满足２３０ｋＶ电压。另外，技术、经济和时间等方面的因素也限制了架空线路的重建。第三个方
案是安装１５０Ｍｖａｒ固定电容器组和±１５０ＭｖａｒＳＴＡＴＣＯＭ。正常运行时，由ＳＴＡＴＣＯＭ吸收电容器组的 无功，防止出现过电压；故障时，ＳＴＡＴＣＯＭ和固定电容器组发出３００Ｍｖａｒ无功将电压支撑到容许范围 内。仿真表明，安装ＳＴＡＴＣＯＭ后，系统发生双回线路倒塔故障时，系统电压可以在故障切除后的２ｓ内 恢复到０．９５ｐ．Ｕ．以上。
STATCOM基本原理介绍
STATCOM基本原理1 STATCOM基本原理STATCOM(Static Synchronous Compensator，简称STATCOM，国内又称为静止同步补偿器)，是新一代动态无功补偿领域最新技术应用的代表，当用在配电网时，也称为DSTATCOM。
STATCOM并联在电网中，相当于可变的无功电流源，其无功电流可以灵活控制，自动补偿系统所需要的无功功率。
一方面有效的解决了谐波干扰投切并联电容器装置的问题，另一方面，可根据用户实际要求抑制或治理谐波，改善电能质量。
将电压源型逆变器(Voltage Sourced Converter，简称VSC)，经过电抗器或者变压器并联在电网上，通过调节逆变器交流侧输出电压的幅值和相位，迅速吸收或者发出所需要的无功功率，实现快速动态调节无功的目的。
作为有源型补偿装置，不仅可以跟踪补偿冲击型负载的冲击电流，而且也可以对谐波电流进行跟踪补偿。
2 STATCOM技术特点IGBT型补偿装置STATCOM相对于传统的固定电容器补偿、机械开关投切电容器、晶闸管投切电容器为主要代表的补偿方式，有着无可比拟的优势。
1、具备抗谐波功能，更保障系统安全STATCOM是可控电流源，只补偿基波无功电流，系统谐波电流不会造成补偿设备损坏，使其寿命延长、维护工作量少。
同时避免电容器组可能造成的谐波放大，防止系统其他设备及补偿设备因谐波过电压而损坏。
2、动态连续平滑补偿,更高的响应速度，使对电压闪变的补偿效果更好STATCOM可跟随负载变化，动态连续补偿功率因数，可以发无功，也可吸收无功，彻底杜绝了无功倒送的情况。
3、能够解决负荷的不平衡问题4、不仅不产生谐波,而且能在补偿无功功率的同时动态补偿谐波5、电流源特性，输出无功电流不受母线电压影响，而传统SVC具有阻抗型特性，输出电流随母线电压线性降低。
STATCOM用于电压控制时具备很大的优势，系统电压越低，越需要动态无功支撑电压，STATCOM输出无功电流与系统电压没有关系；而系统电压越低，SVC 输出无功电流的能力越下降。
不平衡系统中D—STATCOM的控制策略
ｗｈ ｃ ｋ ｓｃ ｎ ｒ ｌ ｒｄ ｓｇ ａｄ ｒ ｉｈ ｍａ ｅ ｏ ｔｏｌ ｅ ｉｎｈ ｒ ｅ ．Ｔｈ ｏ ｔｏ ｔ ｏ ｒ ｐ ｓ ｄａ ｊ ｓｓｐ ｓｔｖ ｎ ｅ ａｉｅｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓ ｅ ｅｃ ｎ ｒ ｌｍｅｈ ｄｐ ｏ ｏ ｅ ｄｕ ｔ ｏ ｉｉｅａ ｄｎ ｇ ｔｖ ｏ ｏ ｅ ｔ
中 圈 分 类 号 ： Ｍ４ ４ Ｔ ６ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： ０ ３ ８ ３ （ ０ ７ ０ — ０ ３ ０ １ ０ —９ ０ ２ ０ ）４０ ９ —７
Ｃｏ ｔ ｏ ｅ ｈ ｄ ｆ ｒ Ｄ— ＴＡＴＣ０Ｍ ｎ ｒ ｌＭ ｔ ｏ ｏ Ｓ Ｕｎｄ ｒ ｅ Ｕ ｎ ｌ ｎｃ ｄ Ｃｏ ｉｉ ｎｓ ｂａ ａ ｅ ｎｄ ｔｏ
ｏ ｉ ｅ ｃ ｒ ｅ ｔ ｎ ｅ ｅ ｄ ｎ ｌ ｈ ｏ ｇ ｅ ｕ ｎ ｅ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｅ ｏ ｏ ｉ ｏ ． Ｔｈ ｓ ｈ ｏ ｆｌ ｕ ｒ ｎ ｓ ｉ ｄ ｐ ｎ ｅ ｔｙ ｔ ｒ ｕ ｈ ｓ ｑ ｅ ｃ ｏ ｏ ｅ ｔｄ ｃ ｍｐ ｓｔ ｎ ｎ ｉ ｕ ，ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓ ｏ － ｘ ｓ ｏ ｅ ｔ ｆｄ ａ ｉ ａ ｄ ｑ ａ ｉ ｒ ｏ ｓａ ｔ ｉ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｅ ｅ ｅ ｃ ｒ ｍｅ ｆ ｐ ｓｔｖ ｎ ｅ ａ ｉ ｅ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓ，ｗｈ ｃ ｋ ｓ ｎ － ｘｓ ａ ｅ ｃ ｎ ｔ ｎ ｎ ｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓ ｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｆ ａ ｓ ｏ ｏ ｉ ｅ ａ ｄ ｎ ｇ ｔ ｏ ｏ ｅ ｔ ｉ ｖ ｉｈ ｍａ ｅ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ａ ｉ ｒ Ｄ ｃ ｕ ｌ ｄ ＰＩｃ ｎ ｒ ｌｉ ａ ｏ ｔ ｄ ｔ ｅ ａ ｔｒ ｓ ｏ ｓ ．Ｔｈ ｔ ｏ ａ ｂ ａｎ ｌ ｅ ｃ ｒ ｅ ｔ ｈ ｏ ｔｏ ｓ ｅ ． ｅ ｏ ｐ ｅ ｏ ｔ ｏ ｓ ｄ ｐ ｅ Ｏ ｇ ｔｆ ｓ ｅ ｐ ｎ ｅ ｅ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ｃ ｎ ｏ ｔ ｉ ｉ ｕ ｒ ｎ ｎ ｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｖ ｌ ｅ ｉｅ ｔｙ Ｏ ｃ ｍｐ ｅ ｅ ｃ ｉｅ ｐ ｗｅ ｕ ｒ ｎ ｅ ｅ ｔ ｎ ｉｎ ｔｎ ｅ ｅ ｎ ｒ ． ｅ ｅ ｅ ｃ ａｕ ｓ ｄ ｒ ｃ ｌ ，Ｓ ｏ ｌｘ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｃ ｒ ｅ ｔｄ ｔ ｃ ｉ ｓ ’ ｅ ｄ ｄ ａ ｙ ｍｏ ｅ ｖ ｏ
静止同步补偿器(STATCOM)仿真和研究设计
摘要电能质量的问题，尤其是无功功率和谐波的问题，严重威胁着电网的安全运行。
静止同步补偿器（STATCOM），作为新一代无功功率补偿装置，它与现有的静止无功补偿装置(SVC)相比，具有调节速度更快、运行范围更宽、吸收无功连续、谐波电流小、损耗低、所用电抗器和电容器容量及安装面积大为降低等优点，引起了国内外科研与工程领域的广泛关注。
论文通过对STATCOM的现状和发展趋势，无功的产生和影响，无功补偿的意义的分析，进行了STATCOM工作原理的研究，并建立了STATCOM的数学模型，采用基于瞬时无功功率理论的检测方法，选择合适的控制策略，在PSCAD/EMTDC环境下进行了仿真分析，得出仿真后的波形。
仿真结果表明STATCOM能够对负荷进行快速地无功补偿，证实本模型算法的合理性、正确性，具有一定的参考价值。
关键词：无功补偿；静止同步补偿器；瞬时无功； PSCAD/EMTDC；ABSTRACTThe problem of electric energy quality menaces seriously the safe operation of power network, especially reactive power and harmonics. The static synchronous compensator (STATCOM), takes the new generation reactive power compensation system, it compares with existing static idle work compensation system (SVC), has the adjustable speed to be quicker, the movement scope to be wider, the absorption idle work, the harmonic current small, to lose continuously low, uses the reactor and the capacity of condenser and the erection space to reduce and so on merits greatly, has caused the domestic and foreign scientific research and the project domain widespread attention.The paper through to the STATCOM present situation and the trend of development, the idle work production and the influence, the idle work compensation's significance's analysis, has conducted the STATCOM principle of work research, and has established the STATCOM mathematical model, uses based on the instant reactive power theory examination method, chooses the appropriate control policy, has carried on the simulation analysis under the EMTDC/PSCAD environment, after obtaining the simulation profile. The simulation result indicated that STATCOM can shoulder carries on fast the idle work compensation, confirmed that this model algorithm's rationality, the accuracy, have certain reference value.Keywords: Reactive power compensation; STATCOM; Instantaneous reactive; PSCAD/EMTDC;目录1 绪论 (1)1.1引言 (1)1.2论文研究背景和研究的意义 (1)1.3无功功率 (3)1.4无功补偿的意义 (3)1.5主要无功补偿装置及其工作原理 (5)1.5.1 并联电容器 (6)1.5.2 同步调相机(Synchronous Condenser-SC) (6)1.5.3 静止型无功补偿装置(Static Var Compensator-SVC) (7)1.6 STATCOM研究现状和发展趋势 (9)1.6.1 STATCOM研究现状 (9)1.6.2 STATCOM发展趋势 (10)1.7本文研究的主要内容 (11)2 STATCOM的工作原理及数学模型 (11)2.1 STATCOM的基本电路结构 (11)2.2 STATCOM的工作原理 (13)2.3 STATCOM的数学模型的建立 (16)3 无功功率检测方法和STATCOM的控制策略 (19)3.1 无功功率检测方法 (19)3.1.1 d-q矢量变换理论 (20)3.1.2 三相对称系统的瞬时无功功率 (22)3.2 STATCOM装置的控制方法 (24)3.2.1 直接电流控制 (24)3.2.2 间接电流控制 (24)3.2.3 电流间接与直接控制的特点 (25)4 STATCOM装置的无功补偿仿真研究 (26)4.1 仿真工具软件PSCAD/EMTDC简介 (26)4.1.1 仿真工具软件PSCAD/EMTDC的概况 (26)4.1.2 仿真工具软件PSCAD/EMTDC的主要功能 (27)4.1.3 仿真工具软件PSCAD/EMTDC的主要结构及元件库 (27)4.1.4 仿真工具软件PSCAD/EMTDC的主要操作步骤 (29)4.2 STATCOM的仿真 (29)4.2.1 仿真的主接线图 (29)4.2.2 仿真的主控制电路图 (30)4.2.3 仿真的调制电路图 (30)4.2.4 各仿真的波形图 (32)4.3 本章小结 (33)5 总结与展望 (33)5.1结论 (33)5.2展望 (34)参考文献 (35)英文原文 (37)中文译文 (44)致谢 (51)1 绪论1.1引言近年来，随着经济的快速发展，我国的电力工业也取得了前所未有的成就。
静止同步补偿器(StatCom)无功电流非线性控制研究
Ｃ ｍ ｎ ｈ ｗｓｔ ｅ ｒ ｇ ｌ ｔ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｐ ｉ ｚ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌ ｓｓ ｐ ｒｏ ｏ ｔ ａ ｆ ｒ ｄ ｔ ｎ ｌ ｏ ｌ ｅ ｒｃ ｎ ｒ ｌ ｏ ａ ｄ ｓ ｏ ｅ ｕ ａ ｅｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｆｏ ｔ ｈ ｍｉｅ ｏ ｔ ｏ ｕ ｅ ｉｒ ｔ ｈ ｔ ａ ｉｉ ａ ｎ ｉ ａ ｏ ｔｏ ｉ ｏ ｔ ｏ ｎ ｎ ｗｈ ｎ ｔ ｅ ｄ ｒ ｃ ｉ ｎ ｏ ｅ ｅ ｅ ｃ ｎ ｕ ｕ ｒ ｎ ｓ ｃ ａ ｇ ｄ，ａ ｅ ｅ ｆ ｃ ｆｃ ｍｐ ｎ ａ ｉ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｐ ｗｅ ｓ ｅ ｉｅ ｔ ｆｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｉ ｐ ｔｃ ｒ ｅ ｔ ｗａ ｈ ｎ ｅ ｈ ｏ ｄ ｄ ｈ ｎ ｔ ｆｅ ｔｏ ｏ ｅ ｓ ｔｎ ｅ ｃ ｉ ｏ ｒ ｉ ｖ ｓ ｔｓｉ ． ａ ｉｆｅ ｄ
Ｋｅｗｏ ｄ ： ｔｔ ｙ ｈ ｏ ｏ ｓ ｃ ｍｐ ｎ ａｏ （ ｔｔ ｏ ） ｍｏ ｅ ｄｆｅｅ ｔ ｌｇ ｍｅｒ ｚｒ ｙ ａ ｃ ｙ ｒｓ ｓａ ｃ ｓｎｃ ｒ ｎ ｕ ｏ ｅ ｓ ｔ ｒ Ｓ ａＣ ｍ ｉ ｄｌ ｉ ｒｎ ｉ ｅ ａ ｏ ｔｙ ｅｏ ｄ ｎ ｍｉｓ
仿 真 结 果 验证 了 数 学 模 型 的 正 确 性 ， 时 表 明 了 非 线 性 控 制 的优 化 策 略 的有 效 性 ， 到 了 良好 的 动 态 无 功 补 同 达
偿效 果。
关 键 词 ： 止 同步 补偿 器 静
模型
微分几何
零动态
优 化 策 略
Ｓ ｕ ｎ Ｎｏ ｉ ｅ ｒＣｏ ｒ ｌＳ ｒ ｔｇ ｔ ｔ ｍ ａ ｔｖ ｒ ｅ ｔ ｄｙ ｏ ｎｌｎ ａ ｎｔｏ ｔ ａ ｅ ｙ ｏｆＳ ａ Ｃｏ ｓＲｅ ｃ ｉ ｅ Ｃｕ ｒ ｎｔ
ａ ａｙ ｉ ｂ ｕ ＷＯ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｒ ｔ ｇ ｅ ｒ ｉ ｅ ｙ ｕ ｉｇ Ｍ ａ ｌｂ，ｗｈ ｃ ａｉ ａ ｅ ｔ ｅ ｍａ ｈ ｍａ ｉ ｄ ｌｏ ｔ ｔ ｎ ｌ ｓｓａ ｏ ｔｔ ｏ ｔ ｏ ｔａ ｅ ｉｓ ａ ｅ ｇ ｖ ｎ ｂ ｓｎ ｔ ａ ｉ ｈ ｖ ｌ ｔ ｈ ｔ ｅ ｔ ｍｏ ｅ ｆＳ ａ — ｄ ｃ
无功补偿装置的分类及特点分析
无功补偿装置的分类及特点分析无功补偿装置是一种用于改善电力系统中电力因数的设备，通过补偿无功功率，提高电力系统的效率和稳定性。
本文将对无功补偿装置进行分类，并分析各类装置的特点。
一、静态无功补偿装置静态无功补偿装置是一种常见的补偿装置，主要通过电容器或电感器实现对无功功率的补偿。
根据功能和性能，静态无功补偿装置可以进一步分为以下几类：1. 电容器补偿装置电容器补偿装置主要通过串联或并联连接电容器来补偿无功功率。
它能够快速响应电力系统对无功功率的需求，并具有较高的效率和可靠性。
电容器补偿装置广泛应用于高电压和中电压电力系统中，并具有容量大、造价低等特点。
2. 电感器补偿装置电感器补偿装置通过串联或并联连接电感器来补偿无功功率。
它主要用于低电压电力系统中，能够提供稳定的无功功率支持，并具有稳定性好、响应速度快等特点。
电感器补偿装置常用于电力变电站、电力电容器组等设备中。
二、动态无功补偿装置动态无功补偿装置相对于静态装置来说，具有更快的响应速度和更高的补偿灵活性。
根据其工作原理和特点，动态无功补偿装置可以分为以下几类：1. SVC（静止无功补偿器）SVC是一种通过控制可变电抗器进行无功功率补偿的装置。
它能够根据电力系统的需求实时调整补偿电抗值，并对系统的电压进行调节。
SVC具有高精度、快速响应的特点，广泛应用于电力系统中。
2. STATCOM（静止同步补偿器）STATCOM是一种利用可控开关器件（如IGBT）控制电流的无功补偿装置。
它能够根据电力系统的需求实时地注入或吸收无功功率，以维持电力系统的电压稳定。
STATCOM具有高动态响应能力、低电压谐振等特点，常用于电力变电站和风电场等场合。
3. DSTATCOM（动态同步补偿器）DSTATCOM是一种集动态无功补偿和无功电流过滤功能于一体的设备。
它通过控制其内部的逆变器，能够实现高精度的无功功率补偿，并减少谐波对电力系统的影响。
DSTATCOM广泛应用于工业电力系统和电力变电站等场合。
基于PSCAD仿真的DSTATCOM无功补偿研究
基于ＰＳＣＡＤ仿真的ＤＳＴＡＴＣＯＭ无功补偿研究刘涛１孙纯宁２柴炜３刘鹏，齐俊斌３刘哲谦，（１．中国矿业大学后勤服务集团；２．充矿集团济三煤矿机电科；３．中国矿业大学信息与电气工程学院）擒要：本文采用电磁暂态仿真软件包ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ来对ＤＳ丁ＡＴＣＯＭ的无功补偿效果进行仿真研究，根据仿真结果来验证ＤＳＷ盯ＣＯＭ无功补偿的有效性。
关键词：ＤＳＴＡＴＣＯＭ无功补偿ＰＳＣＡＤ仿真０引言所谓ＳＴＡＴＣＯＭ就是指由自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。
在配电网中用来提高电能质量的ＳＴＡＴＣＯＭ一般称为配电系统静止同步补偿器（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＳＴＡＴ—ＣＯＭ，ＤＳＴＡＴＣＯＭ）。
Ｓ．『ＡＴＣＯＭ的调节范围大，不会发生响应迟缓，反应速度快，没有转动设备的机械惯性、机械损耗和旋转噪声，所以它既能响应网络中的稳态也能响应暂态变化，它的控制响应速度要比同步调相机快一个数量级。
ＳＴＡＴＣＯＭ是个电压源，其电流值不受系统电压的影响，所以ＳＴＡＴＣＯＭ控制电压的能力要强。
此外，由于缺少滤波器，它的占地面积也要小。
与传统的ＳＶＣ装置相比，ＤＳＷ汀ＣＯＭ在许多方面占有明显的优势：在对谐波的处理上，采用合适的控制方式可以消除次数较低的谐波，将次数较高的谐波减小到可接受的程度；对于接入电网的连接电抗，它的作用是滤除电流中可能出现的较高次谐波，所以需要的电感值并不大，远小于ＳＶＣ中储能元件的容量（要等于其所提供的无功功率的容量）。
１ＤＳＴＡＴＣＯＭ的基本原理ＤＳＴＡＴＣＯＭ的基本原理是将自换相桥式电路通过电抗器并联在电网上或者直接并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。
ＤＳＴＡＴＣＯＭ根据直流侧采用电容和电感两种不同的储能元件，可以分为电压型和电流型两种。
图１所示的结构图为电压型补偿器，如果将直流侧的电容器用电抗器代替，交流侧的串联电感用并联电容代替，则为电流型的ＤＳＴＡＴＣＯＭ。
配电网静止同步补偿器的理论与技术研究
配电网静止同步补偿器的理论与技术研究一、概述随着电力系统的快速发展和可再生能源的大规模接入，配电网的稳定性和电能质量成为了研究的重点。
配电网的无功功率平衡和电压控制问题尤为突出。
为了有效解决这些问题，配电网静止同步补偿器（DSTATCOM）作为一种先进的无功补偿设备，受到了广泛关注。
DSTATCOM以其快速响应、精确控制和无功功率连续可调等优点，为配电网的电压稳定和电能质量提升提供了有效手段。
本文旨在深入研究和探讨配电网静止同步补偿器的理论与技术。
文章将介绍DSTATCOM的基本原理和结构，包括其主电路拓扑、控制系统以及核心算法等。
文章将重点分析DSTATCOM在配电网中的应用及其所带来的优势，如提高电压稳定性、改善功率因数、减少线路损耗等。
接着，文章将探讨DSTATCOM的控制策略，包括传统的控制方法和现代控制算法，如模糊控制、神经网络控制等，并分析它们在实际应用中的效果。
文章还将关注DSTATCOM的动态性能分析和优化，以提高其响应速度和补偿精度。
文章将总结配电网静止同步补偿器的理论与技术研究现状，并展望未来的发展趋势。
通过深入研究DSTATCOM的理论与技术，有望为配电网的稳定运行和电能质量提升提供有力支持，推动电力系统的可持续发展。
1. 配电网静止同步补偿器（DSTATCOM）的概述配电网静止同步补偿器（DSTATCOM）是一种先进的电力电子设备，主要用于改善配电网的电能质量，提升电网的供电能力和稳定性。
DSTATCOM以其独特的静止同步特性，实现了对配电网无功功率的快速、精确补偿，从而有效解决了配电网中普遍存在的电压波动、功率因数低等问题。
DSTATCOM的核心部件包括大功率绝缘栅双极晶体管（IGBT）构成的电压源型逆变器、直流侧储能元件（如电容器或电池）以及控制系统等。
其工作原理是通过控制系统对逆变器开关状态的控制，实现对配电网无功功率的实时跟踪和补偿。
当配电网中出现无功功率缺额时，DSTATCOM能够迅速提供所需的无功支持，维持电压稳定而当配电网中无功功率过剩时，DSTATCOM则能吸收多余的无功，防止电压过高。
配电静止同步补偿器（DSTATCOM）
本项目内容由清华大学科技开发部所有清华大学科技开发部
配电静止同步补偿器（DSTATCOM ）
STATCOM （STATic synchronous COMpensator 的缩写，即静止同步补偿器）是柔性交流输电技术（Flexible AC Transmission System ，简称FACTS ）的主要装置之一，它代表着现阶段电力系统无功补偿技术新的发展方向。
STATCOM 能够快速连续地提供容性和感性无功功率，实现适当的电压和无功功率控制，保障电力系统稳定、高效、优质地运行。
迄今为止，国际上已经投入电力运行的STATCOM 来自5个国家：中国（清华大学FACTS 研究所）、德国（Siemens 公司）、瑞典（ABB 公司）、英国（Alstom 公司）、日本（Toshiba 和Mitsubishi 公司）。
由清华大学FACTS 研究所与河南省电力公司合作研制的一台±
20MVar 的STATCOM 已于1999
年在河南洛阳投入运行；目前，
一台±50MVar 的STATCOM 正
在研制中，将在上海500kV 电网
投运。
在配电网中，将中小容量的
STATCOM 安装在某些特殊负荷
（如电弧炉）附近，可以显著地
改善负荷与公共电网连接点处
的电能质量，例如提高功率因数、克服三相不平衡、消除电压闪变和电压波动、抑止谐波污染等等。
这种在配电网中用来提高电能质量的STATCOM 一般称为DSTATCOM 。
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STATCOM静止无功补偿器
STATCOM静止同步补偿器关键词:静止同步补偿器晶闸管逆变器无功补偿 STATCOM静止同步补偿器(STATCOM)是目前用于电力系统中性能最好的无功补偿装置 ,是柔性交流输电系统的核心。
静止同步补偿器对输电系统的作用，分析了静止同步补偿器的基本工作原理、瞬时无功信号检测方法、以及建了STSTCOM的模型和其仿真图，阐述了静止同步补偿器补偿效果，并提出今后静止同步补偿器技术的发展趋势。
什么是静止同步补偿器静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)应用了新一代的电力电子器件(如门极可关断晶闸管(GateTurn-off Thyristor,GTO)、绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)、集成门极换相型晶闸管(IntegratedGate Commutated Thyristor,IGCT)和现代控制技术(如逆系统、直接反馈线性化等), 具有补偿系统感性和容性无功、提高系统功率因数、改善电能质量、提高电力系统稳定性等多重功能。
STATCOM自问世以来, 就引起各国电力科研和工业界的广泛重视, 得到了迅速发展和应用, 它是目前用于电力系统中性能最好的无功补偿装置,是柔性交流输电系统的核心。
STATCOM在电力系统中的作用是进行无功补偿，维持连接点的电压为给定值，提高系统电压的稳定性，改善系统的稳态性能和动态性能。
STATCOM是基于瞬时无功功率的概念和补偿原理，采用全控型开关器件组成自换相逆变器，辅之以小容量储能元件构成无功补偿装置。
与现有的静止无功补偿装置(SVC)相比，具有调节速度更快、运行范围更宽、吸收无功连续、谐波电流小、损耗低、所用电抗器和电容器容量及安装面积大为降低等优点。
STATCOM对输电系统的作用输电系统是一个互联的弱阻尼系统，系统的负荷和运行状态处于不断变化中，即系统不断地发生扰动，因此很容易出现振荡。
静止同步补偿器D-STATCOM
ＱＮ４００Ａ型 静止同步补偿器Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ 目 录 １．概述－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－１ ２．Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ的定义－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－２ ３．电能质量对用电设备的影响－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－２ ４．Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ 的特点－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－３ ５．Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ的优势－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－３ ６．使用Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ实现的经济效益－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－５ ７．ＱＮ４００Ａ型Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ装置－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－５ ８．技术数据－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－６ ９．机械结构－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－６ 附录１：产品系列型号表－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－６ １．概述 本产品是北京宾德森系统工程有限责任公司和清华大学电机系联合开发的高科技产品，目前在国内外都处于领先地位。
本产品是应用柔性交流输电技术（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ＡＣ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ，简称ＦＡＣＴＳ）解决传统的无功补偿和常规的滤波装置不能有效地解决动态电能质量问题。
本产品适用于４００Ｖ以下配电系统，替代常规的无功补偿和滤除高次谐波装置，现在已被广泛的应用在石油、化工、电力、冶金、造纸、饮料等行业，也被广泛应用在楼宇、建筑、民宅、商场、餐饮等服务设施。
主要特点： l可替代原来的电力补偿设备； l保护了现有的电力设备； l延长了电机、变频器等电力设备的寿命； l与原来的补偿设备相比，降低了电能的消耗。
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ＱＮ４００Ａ型 静止同步补偿器Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ 目 录 １．概述－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－１ ２．Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ的定义－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－２ ３．电能质量对用电设备的影响－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－２ ４．Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ 的特点－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－３ ５．Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ的优势－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－３ ６．使用Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ实现的经济效益－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－５ ７．ＱＮ４００Ａ型Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ装置－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－５ ８．技术数据－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－６ ９．机械结构－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－６ 附录１：产品系列型号表－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－６ １．概述 本产品是北京宾德森系统工程有限责任公司和清华大学电机系联合开发的高科技产品，目前在国内外都处于领先地位。
本产品是应用柔性交流输电技术（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ＡＣ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ，简称ＦＡＣＴＳ）解决传统的无功补偿和常规的滤波装置不能有效地解决动态电能质量问题。
本产品适用于４００Ｖ以下配电系统，替代常规的无功补偿和滤除高次谐波装置，现在已被广泛的应用在石油、化工、电力、冶金、造纸、饮料等行业，也被广泛应用在楼宇、建筑、民宅、商场、餐饮等服务设施。
主要特点： l可替代原来的电力补偿设备； l保护了现有的电力设备； l延长了电机、变频器等电力设备的寿命； l与原来的补偿设备相比，降低了电能的消耗。
各种电力补偿装置性能比较表： ＳＶＣ ＳＴＡＴＣＯＭ 电容器组 调谐电抗电容器组 谐波滤波器 电容器单体 加装限流电抗器 一般 ＴＳＣ 无源滤波器 有源滤波器 补偿无功 可以 可以 可以 可以 可以 可以 可以 可以 补偿无功响应时间 ２０￣４０ｍｓ １ｍｓ 稳定电压 可以 可以 可以 可以 可以 可以 可以 可以 避免涌流 不可以 可以 可以 可以 可以 可以 可以 可以 避免谐振 不可以 不可以 可以 可以 可以 可以 可以 可以 滤除谐波 不可以 不可以 滤除一小部分 滤除一小部分 可以 可以 可以 可以 抑制电压闪变 不可以 不可以 不可以 效果不明显 不可以 可以 可以 能力强 改善三相不平衡 不可以 不可以 不可以 可以 不可以 可以 可以 可以 补偿快速变化无功 不可以 不可以 不可以 可以 不可以 可以 可以 可以 提供一定有功功率 不可以 不可以 不可以 不可以 不可以 不可以 不可以 可以 ２．Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ的定义 ＳＴＡＴＣＯＭ（ＳＴＡＴｉｃ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ＣＯＭｐｅｎｓａｔｏｒ 的缩写，即静止同步补偿器）是柔性交流输电技术（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ＡＣ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ，简称ＦＡＣＴＳ）的主要装置之一，它代表着现阶段电力系统无功补偿技术新的发展方向。
在配电网中，将中小容量的ＳＴＡＴＣＯＭ安装在某些特殊负荷（如电弧炉、地铁等冲击性和整流性负荷等）附近，可以显著地改善负荷与公共电网连接点处的电能质量，例如提高功率因数、克服三相不平衡、消除电压闪变和电压波动、抑制谐波污染等等。
这种在配电网中用于提高电能质量的ＳＴＡＴＣＯＭ一般称之为Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ。
３．电能质量对用电设备的影响 对供电质量及可靠性的要求日益提高是和用户的工艺过程水平的发展相联系的，近代科技进步又促进生产过程的自动化和智能化，对电能质量提出了更高更新的要求。
一个计算中心失去电源２ｓ就可能破坏几十小时的数据处理结果而造成上百万元的经济损失。
大型生产企业０．１ｓ 的电压突降就可能造成异常的生产状况和质量破坏。
当今自动化设备控制的连续精加工生产线，它们对配电系统中的干扰异常敏感，几分之一秒的不正常供电就可能在工厂内部造成混乱，其损失是难以估量的。
这些用户对不合格电力的容许度可严格到只有１～２ 周波。
现代化的商贸中心、银行、医院也是如此。
谐波的严重危害和所造成的损失经常被人们所提及，而计算机系统突然出现的死机现象，大多属于电能质量问题。
目前我国国家配电网和用户配电网中存在低功率因数和谐波污染问题。
大量无功电流在电网中的流动会导致线路损耗增大，变压器利用率降低，用电户电压跌落严重。
谐波污染则会使用电设备所处的环境恶化，也对周围的通信系统和公用电网以外的设备带来危害。
谐波对公用电网和其他系统的危害大致由以下几个方面： １．谐波使电网中的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率，大量的三次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾。
２．影响各种电气设备的正常工作。
谐波对电机的影响除引起附加损耗外，还会产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重过热。
谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以致损坏。
３．谐波会引起电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，使谐波危害大大增加，甚至引起严重事故。
４．谐波会导致继电保护和自动装置的误动作、测量仪表计量不准确。
５．谐波对临近的ＤＣＳ或ＰＬＣ通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量；重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。
４．Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ 的特点 为更有效的提高电能质量，北京宾德森系统工程有限责任公司和清华大学电机系联合 开发的作为ＦＡＣＴＳ （基于电力电子技术的灵活交流输电系统） 技术与配电系统应用的延伸配 电系统用静止同步补偿器（Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ ）已成为改善电能质量的有力工具。
该技术的核心器 件ＩＧＢＴ，它比ＧＴＯ 具有更快的开关频率，并且关断容量已达到一定规模，因此ＤＦＡＣＴＳ 装 置具有更快的响应特性。
对于稳态时的电压质量问题有许多成熟的措施加以解决； 但对于动态电能质量问题， 依靠传统的无功补偿和常规的滤波装置则不能有效地解决， 因为诸如电压跌落（ｓａｇｓ）、浪涌（ｓｕｒｇｅ）、电压脉冲（ｉｍｐｕｌｓｅ）与瞬时供电中断（ｏｕｔａｇｅ） 这类电能质量问题持续的时间很短、变化很快， 并且有的电能质量问题还伴随着部分甚至全部的有功损失等情形。
Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ 在ＳＶＣ 装置基础上，克服了由于呈恒阻抗特性，使得在电压低时，无法提供所需的无功支持，应付突发事件的能力较弱；而且占地面积大，过多的ＳＶＣ易引发系统振荡的弊端，ＳＴＡＴＣＯＭ 的无功电流输出可在很大电压变化范围内恒定， 在电压低时仍能提供较强的无功支撑，并且可从感性到容性全范围内连续调节，使得其无功输出相当于同容量ＳＶＣ 的１．４～２ 倍； 因ＳＴＡＴＣＯＭ的灵活调压，还可以大大减少变压器分接头的切换次数，从而减少分接头故障次数。
另外，Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ 还可以抑制电压闪变， 提高系统暂态稳定水平， 结合我国的国情和已有的技术， 发展Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ 应是解决我国电压稳定问题的有效手段，并且也是ＤＦＡＣＴＳ 技术发展的主要方向。
５．Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ的优势 Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ与传统的静止无功补偿器ＳＶＣ相比，存在很多优势，主要表现在： ５．１、响应更加迅速 Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ的响应时间： ≤１０ｍｓ 传统静止无功补偿装置ＳＶＣ响应时间： ２０～４０ｍｓ Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ从额定容性无功功率转变为额定感性无功功率（或反之）只要不到１ｍｓ的时间即可完成，这种极其快速的响应速度完全可以胜任对冲击性负荷的补偿。
５．２、电压闪变抑制更强 ＳＶＣ对电压闪变的抑制最大可以达到２：１，而Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ则可以很容易的达到４：１甚至５：１，电压闪变抑制的能力成倍增强了。
目前冶金和钢厂等仍普遍使用ＳＶＣ，而应用ＳＴＡＴＣＯＭ将是今后技术前进的方向。
ＳＶＣ收到响应速度的限制，即使增大装置的容量，其抑制电压闪变的能力也不会增加；而Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ则不受响应速度的限制，增大装置容量可以继续提高抑制电压闪变的能力。
５．３、运行范围更宽 Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ通过直接调节无功电流实现无功功率补偿，ＳＶＣ则是通过调节等值阻抗实现无功功率补偿。
因而Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ发出的无功电流基本不受系统电压高低的影响，而ＳＶＣ发出的无功电流则会与系统电压成正比。
同时，Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ发出的无功功率与系统电压成正比，ＳＶＣ发出的无功功率与系统电压的平方成正比。
因此，当系统电压降低时，Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ发出的无功功率呈线性规律下降，而ＳＶＣ发出的无功功率呈二次指数规律下降。
所以说，Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ相比ＳＶＣ而言，有着更加宽广的运行范围。
５．４、能够在一定范围内提供有功功率 Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ能够在一定范围内提供有功功率，减少有功功率冲击。
ＳＶＣ只能提供无功功率，不具备提供有功功率的功能。
另外，Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ还能够减少电压，提高平均馈电电压。
５．５、滤除高次谐波能力强 Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ采用了高频脉宽调制（ＰＷＭ）技术或者多电平技术，不仅自身产生的谐波含量很低，而且还可以削弱负荷产生的谐波。
而ＳＶＣ本身就是一个很大的谐波波源，它对系统的影响大小，要取决于与其匹配安装的滤波器的性能。
下图所示为Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ投入电网前后电网电流的波形比较。
可以看出，投入Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ后，电网谐波明显减少。
投入D-STATCOM５．６、电磁噪声显著降低 Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ中的电容、电感等元件采用了与ＳＶＣ完全不同的技术和制作工艺，运行过程中的电磁噪声被显著降低了。
５．７、设备占地面积显著减少 由于不需要高压大容量的储能元件（如电容器和电抗器），所以Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ的占地面积通常只有相同容量的ＳＶＣ的５０％不到。
５．８、功率损耗低，节电效果显著 在ＳＶＣ中，电抗器的功耗约占装置总功耗的一半左右。
而Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ不需要大容量的电容器或电抗器作为储能元件，功耗大大降低。
一般来说，Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ的功率损耗比同容量的ＳＶＣ至少要低２％。
６．使用Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ实现的经济效益 Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ能够有效改善配电网的电能质量，可以为配电网中的用户带来极其可观的经济效益。
下表某钢厂为安装Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ设备后各项指标： 电压闪变减少倍数 ３～５ 补偿后公共连接点处电压闪变水平 Ｐｓｔ（９５％）＝１ 电极消耗减少 ０．２７ｋｇ／吨（１１％） 耗电减少 ２５度／吨（４％） 单炉冶炼时间减少 １８分钟（１４．５％） 从上表可以看出，安装Ｄ－ＳＴＡＴＣＯＭ装置后，对钢厂而言，至少可以带来三方面的收益。