基于MATLAB的D-STATCOM电能质量动态电压补偿系统仿真

资 源 简 介

本项目利用MATLAB/Simulink开发分布式静止同步补偿器（D-STATCOM）控制系统，实现电网电压暂降与暂升的动态补偿。通过逆变器快速注入或吸收无功功率，提升电能质量，适用于负载突变或故障场景的实时电压调整。

详 情 说 明

基于D-STATCOM的电能质量动态电压暂降与暂升补偿系统

项目介绍

本项目设计并实现了一个基于分布式静止同步补偿器（D-STATCOM）的电能质量动态补偿系统。该系统核心目标是通过实时控制D-STATCOM快速注入或吸收无功功率，有效抑制电网因负载突变或故障引起的电压暂降（sag）与暂升（swell）问题，从而稳定公共连接点（PCC）的电压幅值，确保敏感负载的可靠运行。项目通过构建包含电网扰动模拟、D-STATCOM控制算法及系统性能分析的完整仿真模型，验证了补偿策略的有效性。

功能特性

• 动态电压补偿：能够对电网中发生的电压暂降（如降至0.8 p.u.）和电压暂升（如升至1.2 p.u.）进行快速、准确的补偿。
• 先进控制策略：采用基于瞬时无功功率理论（p-q理论）的检测方法，结合空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术以及比例-积分（PI）闭环控制与前馈补偿，实现高性能的逆变器控制。
• 综合性能分析：仿真系统可输出补偿前后PCC电压波形对比、D-STATCOM注入电流与无功功率动态响应曲线，并进行电压总谐波畸变率（THD）分析。
• 量化性能指标：系统评估关键性能指标，如电压暂降/暂升的恢复时间（目标≤1个电源周期）和稳态误差，确保补偿效果满足要求。

使用方法

1. 配置系统参数：在运行仿真前，需设置电网条件（如三相电压标准值、扰动类型与幅度）、负载参数（阻感特性或非线性模型）、D-STATCOM装置参数（直流侧电容、容量）以及控制系统参数（PI控制器增益、滤波器参数等）。
2. 执行仿真：运行主仿真脚本。系统将模拟电网扰动发生、D-STATCOM启动补偿以及系统达到新稳态的全过程。
3. 分析结果：仿真结束后，程序会自动生成并显示关键的动态响应波形图与性能分析报告，用户可据此评估补偿系统的性能。

系统要求

• 软件环境：MATLAB (推荐 R2016a 或更高版本) / Simulink。
• 必要工具箱：Simulink、Simscape Electrical (原名SimPowerSystems) 用于电路与电力系统建模。
• 硬件要求：无特殊要求，但处理复杂或长时间仿真时建议使用配置较高的计算机以确保流畅运行。

文件说明

主程序文件作为整个仿真项目的核心入口与调度中心，其主要功能包括：初始化仿真环境与系统模型参数；构建并集成电网、负载、D-STATCOM主电路及其控制系统的完整仿真模型；执行动态仿真计算，模拟电压扰动事件及补偿过程；最后，负责处理仿真数据，绘制关键波形图并进行性能指标的计算与输出，从而全面展示系统的补偿效果。