表3　对给定δ的测试结果
Table 3　Response of the pulse generator
to a command angle

(a)STATCOM输出电压波形　　　(b)频谱

图8　STATCOM输出电压波形及其频谱
Fig.8　The waveform of STATCOM output
and its spectrum

2　基于DSP的STATCOM控制器设计
　　STATCOM的控制任务是根据控制目标确定其逆变器输出电压与系统同步信号间的微小的相位差，从而控制STATCOM向系统发出(或吸收)的无功功率，进而改变电力系统的电压调节，为输电系统或配电系统贡献力量。对输电系统，如提高系统暂态稳定极限，增强系统阻尼等；对配电系统，如抑制用户端电压闪变，提高功率因数，改善电压调节等^［3，4］。在完成精确的脉冲发生器(执行机构)设计后，控制器的硬件设计主要集中在采集系统有关电压和电流变量，完成与脉冲发生器以及操作人员的接口等。在本系统中，再次采用TMS320C31作为主处理器构成控制器。除了保持与脉冲发生器一致，不增加开发的难度外，采用DSP的原因还在于其快速的浮点运算和精确的定时能力。前者为设计复杂的控制算法提供了保证，后者则是数字系统基本的要求。加入控制器后，整个系统的结构如图9所示。其中上位工控机接受操作人员由键盘或操作面板发出的命令，实现相角调节、控制参数设定、波形记录、恒电压/无功控制模式切换及投切等功能。它通过微机的I/O接口与DSP控制器进行数据交换。主DSP控制器根据上位机的指令及测到的系统电流电压信号，确定工作模式并计算当前的控制量δ，该控制量通过双口RAM被送至脉冲发生器。脉冲发生器根据得到的δ信息产生脉冲，脉冲经隔离、整形后驱动主电路的晶闸管，使逆变器输出相应的无功电流。

图9　STATCOM控制系统框图
Fig.9　Structure of the STATCOM controller

　　该控制器在清华大学±10 kvar STATCOM动模装置上作了试运行。图10给出的从0至5 kvar的无功阶跃曲线可以很好地说明该控制器的有效性，其中的无功采用瞬时无功算法获得^［5］，控制律采用PI，其控制参数可以在线调节。从图中可以看出，STATCOM具有非常快的无功响应速度，证明该控制器响应正确，可以满足STATCOM的控制需要。

——无功；-----电流

图10　STATCOM的无功阶跃响应
Fig.10　Reactive power step response of STATCOM

3　结语
　　本文较详细地介绍了基于DSP的STATCOM脉冲发生器及控制器的设计和动模实验结果，脉冲发生器的精度和可靠性直接关系到STATCOM能否正常运行，控制器则显然是整个装置的核心部分。本文尝试利用DSP速度快、定时精确、计算精度高等优点，设计了基于DSP的脉冲发生器和控制器。动模实验结果表明它们符合工程应用要求。

　[1]　修林成，王　强，沈　东，等.高精度ASVG数字脉冲发生器研究.清华大学学报(自然科学版)，1997，37(7)
　[2]　姜齐荣，王　强，韩英铎，等.新型静止无功发生器(ASVG)装置的建模及控制.清华大学学报(自然科学版)，1997，37(7)
　[3]　Larsen E V, Miller N, Nilsson S, et al. Benefits of GTO-Based Compensation Systems for Electric Utility Applications. IEEE Trans on PD, 1992, 7(4)
　[4]　Miller T J E. Reactive Power Control in Electric Systems. New York: Wiley, 1982
　[5]　Watanabe E H, Stephan R M, Aredes M. New Concepts of Instantaneous Active and Reactive Powers in Electrical Systems with Generic Loads. IEEE Trans on PD, 1993, 8(2)

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