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变电站的无功补偿是电力系统无功补偿的重要环节。近年来,应用到变电站和电网中的电力电子设备的种类逐渐趋于智能型,导致电力系统中无功功率的分布愈加的难以预测和控制,补偿的难度逐渐加大。静止无功补偿装置(STATCOM)可以实现无功的连续补偿,抑制电压的波动及闪变;晶闸管投切电容装置(TSC)可以实现无功补偿的分级调节,结合上述两种无功补偿装置的优缺点,本文将多个无功补偿装置相结合,通过协调控制对变电站的无功功率进行补偿,从而提高电力系统的电能质量,找到了一种低成本大容量无功无级连续快速补偿的无功补偿方式。首先,介绍实现动态无功补偿的优点,应用基于改进的最优覆盖法对变电站的无功补偿容量进行优化配置,该方法考虑到动态无功补偿装置的协调配合,利用Matlab曲线拟合生成无功功率概率分布曲线,对其中未覆盖到的面积采用人工搜索群的算法找出最优解,实例验证分析,该方法具有一定的可行性。其次,分别研究TSC装置和STATCOM装置的基本工作原理、控制方式及无功检测方法,针对TSC装置搭建了10kV三相TSC系统仿真图,验证其改善系统功率因数的效果;针对STATCOM搭建了感性负载和容性负载的仿真模型,验证其响应速度快并能实现动态无功补偿的效果。然后,结合TSC装置和STATCOM装置的控制方式,设计出一种混合型无功补偿装置TSC+STATCOM,给出TSC+STATCOM混合无功补偿装置的整体控制策略及原理框图,重点对整体控制策略中的无功智能控制部分的控制方式进行分析,其中,TSC装置作为离散补偿装置采用电流控制进行投切,STATCOM装置作为连续装置采用基于模糊的多目标控制方式进行投切,利用Matlab/Simulink仿真软件搭建TSC+STATCOM的主接线图,对混合无功补偿装置的整体控制性能进行仿真,仿真结果证明,TSC+STATCOM混合无功补偿装置具有抑制电压波动,提高功率因数,实时进行动态无功补偿的效果。最后,分析石家庄河治科技有限公司110kV变电站的供电系统电路图,对TSC+STATCOM混合无功补偿装置中的主要器件的参数进行设计选择,利用Matlab/Simulink搭建主电路接线仿真图,分析仿真波形可知,本文设计的混合无功补偿装置具有很好的无功补偿效果,为进一步的实际应用奠定了很好的基础。