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STATCOM的控制;而间接控制适用于较大容量STATCOM控制，但由于容量大，受电力半导体开关器件频率限制，一般无法像直接控制方法那样对电流波形进行跟踪控制。
(5)采用直接控制的大容量STATCOM可采用多个变流器多重化联结、多电平或PWM控制技术来减小谐波。采用电流PWM跟踪控制的直接控制方法，STATCOM输出电流中的谐波含量少。
(6) STATCOM采用电流直接控制方法后，其响应速度和控制精度将比间接控制法有很大的提高，在这种控制方法下，STATCOM实际上已经相当于一个受控的电流源，但直接控制法由于是对电流瞬时值的跟踪控制，因而要求主电路电力半导体器件有较高的开关频率，这对于大容量的STATCOM目前是难以做到的。
(7)在工程实际应用中，电流直接控制方法中的脉宽调制信号的产生方法用的最多的是滞环控制法和三角波比较法，而三角波比较法更多的用于连续时域控制，滞环控制法及改进的滞环控制法则更适合于数字化控制应用。空间矢量法适合用于三相对称正弦系统，否则由于计算量大和需要增加滤波环节来检测基波元功电流，影响控制效果。
4 STATCOM装置的无功补偿仿真研究
4.1 仿真工具软件PSCAD/EMTDC简介
PSCAD/EMTDC是Dennis Woodford博士于1976年在加拿大曼尼托巴水电局开发完成了EMTDC的初版，是一种世界各国广泛使用的电力系统仿真软件，PSCAD是其用户界面，PSCAD的开发成功，使得用户能更方便地使用EMTDC进行电力系统分析，使电力系统复杂部分可视化成为可能，而且软件可以作为实时数字仿真器的前置端。可模拟任意大小的交直流统。操作环境为：UNIX OS, Windows95, 98,NT；Fortran 编辑器；浏览器和TCP/I协议。
4.1.1 仿真工具软件PSCAD/EMTDC的概况
PSCAD/EMTDC分为两个主要部分，其中EMTDC(Electro-Magnetic Transient Program for DC)是一个离线的电磁暂态仿真计算程序，是PSCAD/EMTDC仿真的核心。它有精确而齐全的电力系统元件模型、方便的数据输入方式以及强大的数据分析功能，是进行电力系统分析和工程研究的有力工具。自1976年问世以来不断发展，良好的性能得到大家公认；另一部分是PSCAD(Power system Computer Aided Design)，作为该软件的图形用
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户界面，完成所要研究系统网络图的构建、仿真运行和结果分析等任务。在它的帮助下，大大简化了系统建模的过程，并且修改、纠错都很方便，保证并提高了研究工作的质量和效率。PSCAD与EMTDC二者是相互关联的，它们交互支持并结合在一起，成为电力系统数字仿真研究的灵活助手。在具体仿真中，该软件将一个网络系统研究所涉及的各部分工作细分为不同的功能块，各功能块内部信息传递简洁明了。PSCAD软件有UNIX系统版和Windows系统版两种版本，本文是在Windows版的基础上进行的。EMTDC主程序作为整个软件核心发挥着计算机器的作用，它所做的工作有：读取系统图中各个模块的参数，对所有节点和支路进行编号排序，利用稀疏算法计算，利用插值算法及开关程序修正计算值，调用仿真子程序和输出子程序，交换运行中的信息以及输出结果等。
4.1.2 仿真工具软件PSCAD/EMTDC的主要功能
1、可以发现系统中断路器操作、故障及雷击时出现的过电压。
2、可对包含复杂非线性元件（如直流输电设备）的大型电力系统进行全三相的精确模拟，其输入、输出界面非常直观、方便。
3、进行电力系统时域或频域计算仿真。
4、电力系统谐波分析及电力电子领域的仿真计算。 5、实现高压直流输电、FACTS控制器的设计。
4.1.3 仿真工具软件PSCAD/EMTDC的主要结构及元件库
1、PSCAD/EMTDC由下述软件模块构成: （1）文件管理系统
当用户涉及PSCAD 时所遇到的第一个软件模块就是文件管理系统。采用一种工程/算题/文件的分层结构来表示用户进行电力系统模拟研究的数据库结构。如果得到授权可以进入该数据库, 这样, 局部网上的不同用户可以共享同一个数据库。从文件管理软件模块可以直接进行诸如备份、储存、文件编缉、拷贝和删除等操作。 通过选择文件管理模块屏幕右上角的适当菜单可调用PSCAD 的其它软件模块, 很多情况下将所有的软件模块同时激活, 有些模块的图像可能暂时隐藏在正在处理的模块图像之下。
（2）建模(DRAFT)模块 建模程序包是PSCAD 程序族中最有功效的。借助建模包, 用户可以用图形的方法建立需要进行模拟研究的电力系统模型。通过选择不同的功能, 建模包可以为EMTDC 或RTDS模拟研究准备必需的文件。 电力系统元部件图像位于调色板中(建模窗口的右侧)并可移至画布上(左侧), 通过将各元部件模型互连便完成了电力系统模型。不同元部件模型所需的参数可在调用
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这些模型时屏幕上出现的菜单中直接输入。具有大量互联元部件的电力系统模型同样易于处理, 因为画布部分可分为很多层次并可在屏幕上滚动显示。当用户完成了模型构筑时, 可以通过基于PS格式的激光打印机或者可以接受HP-GL 命令的绘图仪输出硬拷贝。
（3）架空线(T-LINE)和电缆(CABLE)模块
确定架空输电线和电缆的行波模型所需数据的计算过程是相当复杂的。为了确定变换矩阵、模式传输时间和波阻抗, 需要进行特征值分析。为了完成这种分析, 需要使用T-LINE和CABLE 模块。通过功能选择可以产生单频率模式模型或者完全的频率相关行波模型。 架空线模型所需要的数据有导线的空间相对位置以及导线的半径和电阻率。对于电缆, 每一导电层和绝缘层的半径和特性都是必需的。由T-LINE和CABLE 模块所产生的数据可以直接输入到PSCAD 的建模(DRAFT)模块中。
（4）运行(RUN TIME)模块
运行模块中的EMTDC 操作员控制台软件模块和RTDS控制台软件模块可分别为运行EMTDC和RTDS提供控制操作功能和数据收集系统功能。软件中提供了完善的界面, 允许使用者装入、启动或停止一个模拟算题, 并可在模拟过程中与之通讯。由于采用了多种仪表和模拟过程数据在线绘图, 允许使用者获得相关模拟算题的即时反馈。使用者所激发的动态过程, 如整定值改动、开关操作以及故障触发可以通过操纵滑触头、电位器、开关和按钮进行。单曲线绘图(UNIPLOT)和多曲线绘图(MULTIPLOT)模块EMTDC 和RTDS所产生的数据的分析和绘图是通过单曲线绘图模块进行的。可以对数据进行标尺整定和通用格式整定。对于绘图用的数据可直接进行傅里叶分析。如果要处理大量的数据, 可以通过编程的办法形成自动处理顺序。多曲线绘图模块可以将单曲线绘图模块绘出的曲线整理成适合报告应用。可将多根曲线组合安排在单张纸上。使用者可以直接处理曲线并在纸面上添加需要的文字说明并可绘制其它美化标志。
2、PSCAD/EMTDC的元件库UBRARY中包含以下元件模型： （1）集中参数元件电阻R、电感L、电容C； （2）可调节的电阻R、电感L、电容C；
（3）单相和三相的电压源和电流源；
（4）单相和三相变压器(包括双绕组的和三绕组的)； （5）多相(换位)分布参数线路模型和电缆模型； （6）单相和三相断路器，用于模拟网络参数的改变和各类型的断路故障； （7）旋转电机，不但可以模拟三相同步电动机、三相感应电动机，而且
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还能模拟汽轮机和水轮机的调速器和交/直流励磁器的动态特性；
（8）继电器模型，模拟继电保护特性；
（9）高压直流(HVDC)和灵活交流输电(FACTS)模型库，包括大功率二极管、三极管、GTO、IGBT及避雷器模型；
（10）控制系统模型库，包括近百种控制模块； （11）逻辑元件库，提供多种逻辑单元模块；
（12）控制面板库，提供滑块、开关、按钮等元件，用于运行中的参数控制。
4.1.4 仿真工具软件PSCAD/EMTDC的主要操作步骤：
（1） 利用文件管理系统生成一个工程和算题名 （2） 利用建模模块建立电力系统模型
（3） 利用运行模块进行EMTDC 模拟计算
（4） 通过单曲线绘图对模拟结果进行分析并利用多曲线绘图模块产生可直接用于研究报告的模拟结果图形
4.2 STATCOM的仿真
4.2.1 仿真的主接线图
表4-1主接线图主要参数设置 三相电源电网工作系统等效直流侧电相电压频率（Hz） 电阻（Ω） 容（μF） （kv） 115 50 136 300 0.17[H]115kv136[ohm]g10.1[ohm]RLAAV53[ohm]0.14[H]TimedFaultLogic135Ag3g5V#1#2T2.0uF+-+300.0[uF]462g4g6g2 主电路系统电源为115kv的高压电源，负载侧模拟三相接地短路故障，故障发生在1.5s，持续时间为0.75s。逆变器通过连接变压器接至交流电网。逆变器部分采用IGBT, 绝缘栅双极型功率管，是由BJT(双极型三极管)和
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MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。主电路为三相对称，采用电压逆变器型电路进行无功补偿，电压型逆变器的直流电源经过大电容的滤波，故直流电源可以近似看作恒压源。
4.2.2 仿真的主控制电路图
1. 主控制电路的外观图
qmQVpuVVoltageControlLoopPWMControl
2 主控制回路的内部电路结构图
QmNN/DDNN/DD*0.3D ++F300.0DVpuMax0.1EVrefVerrVpu_filterFTIME*D-+G(1+sT1)/1+sT2P*57.29578AngleOrderShiftI
无功给定值（标幺值）与系统电压（标幺值）、系统无功（标幺值）作比较，经过超前滞后环节及PI调节器，产生STATCOM的控制角。
4.2.3 仿真的调制电路图