随着风力发电的大规模发展,并网容量变得越来越大,但由于风力发电具有随机性、不可预测性,其对电网造成的影响已不可忽视。带蓄电池储能系统的STATCOM(简称STATCOM/BESS)结合了静止同步补偿器和蓄电池储能装置的优点,在风力发电输出功率波动时,可以提供必要的有功支持和无功补偿,起到削峰填谷的作用,并且当其应用在配电网中时,也可以减少负载波动对电网的冲击。因此,实现对STATCOM/BESS的有效控制至关重要。论文阐述了STATCOM/BESS四象限运行的原理及控制策略,建立了α-β坐标系、d-q坐标系下的系统主电路模型,着重分析了直接功率控制(Direct Power Control,DPC)。仿真表明,STATCOM/BESS在充/放电模式下,均可以实现无功补偿。传统开关表的DPC应用在STATCOM/BESS中时,无功功率波动较大。针对这一问题,论文综合考虑有功、无功跟踪精度,重新设计开关表。除此之外,采用新方法判断扇区,降低了实时计算量。仿真表明,改进开关表后DPC的有功、无功跟踪精度均较高。传统预测电流模型下DPC控制多用于PWM整流器中,对无功功率控制作用不明显,且未考虑不同场合下有功和无功重要性不同的问题。论文将无功功率误差纳入价值函数考虑范围,并引入功率跟踪权重系数,可以单独调节有功或无功的跟踪精度。仿真表明,改进后策略实现了对无功功率的有效控制,并且容易调节功率跟踪精度。传统预测功率下DPC控制可以在IGBT开关频率固定的情况下,实现对STATCOM/BESS系统的控制,但其缺点是对无功功率控制不足,且采用线性插值预测参考功率误差较大。论文首先将无功功率纳入控制目标,推导出STATCOM交流侧电压的新表达式;其次,采用二阶拉格朗日插值法代替线性插值预测STATCOM/BESS参考功率。仿真表明,在较低开关频率下,STATCOM/BESS输出功率波动小、跟踪准确。总体上,开关表的DPC优点在于结构简单、易于实现,其缺点是开关频率不固定;预测电流模型下DPC优点在于响应速度快、功率跟踪精度高,其缺点在于算法复杂;预测功率模型下DPC优点在于实现定频控制,缺点在于动态响应速度不及前两种控制策略。