基本原理

STATCOM控制系统框图

STATCOM的基本原理是利用可关断大功率电力电子器件（如IGBT，GTO等）组成自换相桥式电路，经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。

STATCOM分为电压型桥式电路和电流型桥式电路两种类型。对电压型桥式电路，还需再串联上连接电抗器才能并入电网；对电流型桥式电路，需在交流侧并联上吸收换相产生的过压的电容器。实际上，由于运行效率的原因，迄今为止投入使用的STATCOM大多采用电压型桥式电路，因此，STATCOM往往专指采用自换相电压型桥式电路作动态无功补偿装置。

分类

从理论上可以将STATCOM分为电压源型和电流源型。就其电路结构来说，电流源型STATCOM直流侧并联有大电容，保证在持续充放电或器件换向过程电压不会发生很大的变化，桥侧串联电感，而电压源型STATCOM则是直流侧串联大电感，保证在器件换向或充放电器件电流不会有大的波动，桥侧并联电容。如图2所示。

在实际应用中，常用的大容量STATCOM 采用的基本都是电压源型结构。但是可以将SVG控制为电流源来进行无功补偿[2-3]。文献[4]提出了一种新的STATCOM 控制策略即采用电压控制电流源（VCCS）的策略和改进的电压控制电压源（VCVS）的策略来补偿电力系统公共连接点（Pointof Common Coupling，PCC）电压不平衡，特别是在较小容量时采用VCCS 方式将能达到最好的补偿效果。

按构成基本单元

逆变器模块，可以将STATCOM 分为单相桥二电平，三相桥二电平，三相桥多电平。在大容量高电压等级的应用场合中，往往需要将多个低压小容量变换器通过变压器耦合（即多重化）[5] 或采用变压器在交流输入输出侧进行升压或降压，这样会产生耗能、谐波含量大、系统效率低等缺点。而多电平变换器开关器件所承受的电压应力小（如三电平变换器每个开关器件所承受的电压应力是二电平的一半[6]），谐波含量少，损耗降低，因此在大容量场合得到广泛应用和发展。

按构成元器件

可以将STATCOM 分为GTO型，IGBT 型，IGCT 型，SCR 型，GTR 型，MOSFET型。基于功率变换的FACTS 设备一般都采用全控型器件，主要是在GTO、改进型GTO（IGBT、MTO、ETO 等）和（HV）IGBT等器件中选择。国际上第一个采用GTO 作为逆变器功率器件的STATCOM，是由美国EPRI 与西屋电气公司研制的，容量依1Mvar。我国依20Mvar STATCOM和日本关西电力系统Inuyama 开关站依80Mvar STATCOM 均是采用GTO 作为功率器件的。IGBT 适用于小容量场合，由ABB公司研制的配电STATCOM（Distribution STATCOM，D-STATCOM），开关器件采用多个IGBT串联[7]。

按电压等级

可以将STATCOM 分为高压输电网补偿和低压配电网补偿。在高压输电网中STATCOM需要通过变压器连接到电网中。在低压配电网中，通过电抗器并联或直接并联电网，即D-STATCOM。D-STATCOM的基本工作原理就是将桥式电路通过电抗器或直接并联在电网上，适当调节电路交流侧输出电压的幅值或相位，或者直接控制其交流侧电流就可以使该电路系统收获发出满足要求的无功电流，从而实现动态补偿无功的目的。另外可以通过脉宽调制采用特定谐波消除的方法来消除特定谐波

现状

国外

静止无功发生器(SVG)也被称为静止同步补偿器(STATCOM),是在20世纪80年代以来出现的更为先进的静止无功补偿装置。STATCOM的研制一开始就受到日本、美国、德国政府和科研单位的重视，1980年日本研制出第一台20Mvar STATCOM。到90年代取得突破性的研究进展，1991年和1994年日本和美国分别研制成功一套80Mvar和一套100Mvar的采用GTO晶闸管的STATCOM装置，并最终成功地投入商业运行。德国西门子公司的单机容量为8Mvar的STATCOM装置也于1998年投入运行。

在国外，由于STATCOM理论研究起步较早，已步入工业化应用阶段。另一方面，STATCOM的工业化应用对理论研究起了非常大的推动作用，新的理论研究成果不断出现。我国在STATCOM研究方面起步较晚，直到进入九十年代以后，一些高等院校和科研机构开始进行STATCOM的研究，理论和应用都取得了很大进展，特别是2006年2月在上海黄渡分区西郊变电站并网试运行的±5OMvar STATCOM，核心技术达到了国际领先水平。

国内