【正文】 視在功率比值相等，公式為： P/S=cosφ ()在正常工作過程中，功率因數越大，則表明損耗率越低，經濟性更強。隨著社會的發(fā)展，科技的進步，國內在電力方面的技術也日益成熟，國內建設的電力系統的更加完善，進而又利用交流無觸點開關SCR、GTO等作為開關，開關時間大幅降低，基本在一個周期內即可實現對各項參數的無功補償，并且還支持單相調節(jié)功能。歷經20多年的發(fā)展，該技術得到了不斷優(yōu)化和改進，目前已經基本成熟。就現有情況來看，國內在此方面應用最多的方式為并聯電容器。自從高壓可控被發(fā)明之后，有觸點開關逐步被淘汰，為達到感性或容性無功持續(xù)可控調節(jié)奠定了技術支撐。與調相機相比，SVC的性能更為強大。然而，由于是借助于可控硅晶閘管實現換相控制活動的正常進行，一旦出現變動，極有可能出現逆變情況，而且需要以大電感為依托，由此才能產生感性和容性無功。除此功能之外，其還擁有調相的功能，然而，其弊端也尤為明顯，即響應速度慢，功率損耗大，維護工作困難，且難以滿足非線性負載變化的要求。同步補償器是一種并聯補償設備的同步機。最常見的方式是利用同步發(fā)電機、并聯電容等實現對無功功率的控制。隨著社會的不斷發(fā)展，電能設備的增多，諸多電力電子設備在電力系統、家用電器以及交通領域中得到了廣泛應用，然而，需要注意的是，對于眾多電子設備來講，其自身的功率因數較低，但是在整個系統輸出的總電量中，此部分設備消耗的功率占比較大，同時當無功功率增加，電流將會增大，在此情況下，當設備損耗增加，電能損耗率提高，最終導致功率因數和系統電壓降低。但是同步補償器成本較高，安裝復雜，維護困難，使其在推廣和使用環(huán)節(jié)中受到制約。應用最為廣泛的裝置有兩種，一是，二是。在90年代，由于我國在此方面的技術相對較為落后，出現了多次電壓事故。第一章 緒論 選題的背景與意義近年來，世界各國由于電壓崩潰引起的大面積停電故障引起了各地的強烈反響[1]。在每次事故中，都導致我國經濟嚴重損失，同時還對正常生產活動、民眾生活等造成不同程度的影響。通常情況下，是將裝置裝配于電網系統的高壓一端，由此對問題進行解決。 隨著我國經濟的迅猛發(fā)展，民眾生活質量的提高，用電量大幅增長，由此給電力負荷帶來了新的要求。低壓動態(tài)無功補償裝置設計涵蓋多個方面的內容，包括控制信號采樣、軟件設計等。由于它們在技術上及經濟上的優(yōu)點，這些裝置在我國及其他發(fā)展中國家仍然被廣泛的使用[2]。而對于同步調相機來講，其優(yōu)點在于當系統電壓出現降低的情況，可通過改變的方式實現電網電壓的穩(wěn)定運行。靜止無功補償器可視為一個具備調節(jié)功能的并聯電納。根據現有情況來看，不管何種補償方式都有難以克服的弊端，因此，人們亟待新的補償方式出現。同時，SVC還能應用于多個領域，比如：鐵道、冶金等，當前，SVC已經成為調整電壓、限制過電壓、優(yōu)化系統運行條件的重要裝置。當前，國際方面主流的形式為FC+TCR，在上世紀80年初期，TSC+TCR技術開始興起，并被作為一種新的補償方式應用于電力系統中。在電網中，配備多個，以此實現對電壓的有效調節(jié)，滿足相應要求。從本質上來講，該技術就是利用不同的靜止開關對電容器執(zhí)行投切操作，使電容器能夠吸收或者向外輸送無功電流，以此平衡系統功率因數、保持系統平穩(wěn)、維護系統電壓安全運行等。 本課題研究的主要內容本文研究關于設計一種基于DSP做為主控制器的TCR型低壓無功補償裝置。而要想增大因數，則需要提高功率的轉化率，減少有功功率的損耗。其中，前者代表電壓超前電流，相位角差值φ為正。無功功率有： Q=UIsinφ ()視在功率有： S==UI ()有功、無功以及視在三種功率之間滿足關系，因此，被稱為，如圖所示： 功率三角形的關系 Relation of power triangle根據上圖可以看出：當有功功率的數值固定不變時，角φ的數值越大，則功率因數cosφ越小。依據補償設備的安裝位置，可分為三個類型：個別補償、集中補償以及分組補償。缺點；對于部分工作時間短、利用率低的裝置，補償電容器利用率相對較低，加上是采用逐臺補償的形式，會導致容量增大，最終達到裝置投入過大。集中補償優(yōu)點：線路簡單，控制和操作便捷，維護成本低，經濟性相對較高，是當前國內應用最為廣泛的方法之一。分組補償：該補償方法是把電容器組根據低壓配電網無功負荷的分布方式，分組裝配至母線上，或者將其和低壓干線相連，由此形成多組分散補償。缺點：若難以對裝配的電容器進行分組，則無法實現對補償容量的有效調整，而且在運行過程中容易發(fā)生補償或欠補償的情況；相比集中補償，此種補償方式的投入成本更大，同時操作也更為困難和復雜。在執(zhí)行投切操作時，可實現精準控制，能夠快速、平穩(wěn)的將電容器與電容相連接，使得投切操作變得簡單，而且能夠快速的對動態(tài)情況做出響應。由此，即可依據電網無功的實際情況，對此部分電容器執(zhí)行投切操作，從根本上來看，TSC就是一種動態(tài)無功補償器，主要對感性無功功率進行吸收，其電壓—電流特性根據投入電容器組數的差異，可以是OA，OB，OC中的任意一個。二者均為投切電容器的開關，其中存在的差異是前者閥承受最大是電源電壓峰值，控制和操作相對更為復雜；后者成本較低，控制簡單，但其承受反向電壓較高，為峰值的2倍，因此，在選擇連接方式時，應當綜合技術、操作難度以及經濟等多個因素進行綜合考慮。出于對系統操作便利性和維護成本等因素的考慮，在現實中通常使用二進制方案，即使用k1個電容值都為C的電容以及一個C/2的電容，由此，系統從0到最大補償量調節(jié)具有2k級。:IC IRU IL 電流相位圖 Current phase diagram在電網中，用電裝置通常為電感性負載，負荷回路模型可使用R，L串聯電路表示。 補償原理 Compensation principle當視在功率減少時，電線路截面與變壓器容量也將隨之降低，設備成本減少。又由電壓損耗計算公式: ()可知，在使用方案后，由于電網功率降低，其電壓損耗也隨之降低，從而使得電壓質量得到優(yōu)化。一般來說，補償回路之前的先留電流與流經電容的電流之間在數值上是不想等的，也就是IL≠IC。過補償對電容器自身的使用壽命的影響有一定的消極影響，這是因為當剩余容電流出現時將會再次升高變壓器的測電壓，容性無功功率的消耗減少了電容器壽命。如何避免這種風險，則需要保證電容電流的變化不那么大，而呈現出穩(wěn)定的正弦增加態(tài)勢即可。具體來說，要想使得晶閘管保持導通和平穩(wěn)的狀態(tài)，需要產生一定的脈沖串去觸發(fā)晶閘管，那么滿足這一條件，就需要投入指令來實現此脈沖的產生。究其原因，具體來說是因為在一個周期內，經常會出現晶閘管反壓的情況，或者是零壓的情況，電源電壓的幅值要略微高于電容器殘壓一些，從而使得觸發(fā)器脈沖序列發(fā)揮作用，進而形成反壓觸發(fā)。另外還要使得分組容量的值盡可能的低，這是為了免于出現過補償的情況，而又可以獲得較高的補償度。這種方式的優(yōu)勢在于各組電容器可以具有不同的容量，不用再像第一種形式一樣增加控制設備以及分組的組數來獲取較小補償極差。第3章 　無功補償控制系統的總體設計 系統的基本原理（TSC）工作流程圖，其主要流程都可以很清晰的看到： TSC系統工作流程圖 Working flow chart of TSC system 主電路連接方式無功補償控制系統的設計過程中，其主電路的類型有很多，電容器以及晶閘管的連接方式如果不同，就會有不同的主電路類型，下文中主要介紹了三種連接方式。下面就三角形接法的分類進行闡述。，其額定電壓較高，額定電流的值較小，遠不及相電流的大小。無功功率的定義如下： Q=U0I0sinφ ()從上式中可以看出，無功功率用Q表示，電流有效值用I0表示，電壓、電流的相位差用φ表示。以下對上式進行離散化，在一個周期內，針對電流和電壓進行采樣，采樣次數設置為N。 Q=U0I0sinφ== （）式中:角速度，T為電網周期，t為時間。移相法的精度易受非同步采用影響。利用對電壓以及電流的過零點進行檢測來獲得電壓電流的相位差，如果電壓以及電流在其負方向呈現急速上升變化時，則在t（0）、t（1）產生中斷，并在兩個中斷期間用計數器計數得到相位差φ=，得到φ后，sinφ可以通過軟件查表法求出。集中