【正文】 抗 上 的 電 壓 ， 從 而 控 制 S V G 從 電 網(wǎng) 吸 收 電 流 的 相 位 和 幅 值 ， 也 就 控 制 了 S V G 吸 收 無 功 功 率 的 性 質(zhì) 和 大 小 。 圖 42 SVG等效電路 圖 42 電流超前 33 圖 43 電流滯后 因此，三相電壓型 SVG 裝置采用直流電容器作為電壓源。 直 流 側(cè) 分 別 采 用 的 是 電 容 和 電 感 兩 種 不 同 的 儲 能 元 件 。 （ 3 ） 控 制 靈 活 、 調(diào) 節(jié) 速 度 更 快 、 調(diào) 節(jié) 范 圍 廣 ， 在 感 性 和 容 性 運(yùn) 行 工 況 下 均 可 連 續(xù) 快 速 調(diào) 節(jié) ， 響 應(yīng) 速 度 可 達(dá) 毫 秒 級 。 S V G 接 入 電 網(wǎng) 的 連 接 電 抗 ， 其 作 用 是 濾 除 電 流 中 存 在 的 較 高 次 諧 波 ， 另 外 起 到 將 電 流 器 和 電 網(wǎng) 這 兩 個 交 流 電 壓 源 連 接 起 來 的 作 用 ， 因 此 所 需 的 電 感 量 并 不 大 ， 也 遠(yuǎn) 小 于 補(bǔ) 償 容 量 相 同 的 T C R 等 S V C 35 裝 置 所 需 的 電 感 量 。 在 多 種 形 式 的 S V C 裝 置 中 ， S V C 本 身 產(chǎn) 生 一 定 量 的 諧 波 。 （ 1 0 ） S V G 的 端 電 壓 對 外 部 系 統(tǒng) 的 運(yùn) 行 條 件 和 結(jié) 構(gòu) 變 化 是 不 敏 感 的 。 S V G 通 過 直 接 調(diào) 節(jié) 無 功 電 流 實(shí) 現(xiàn) 無 功 功 率 補(bǔ) 償 ， 其 輸 出 電 流 不 依 賴 于 電 壓 ， 表 現(xiàn) 為 恒 流 源 特 性 ； S V C 通 過 調(diào) 節(jié) 等 值 阻 抗 實(shí) 現(xiàn) 無 功 功 率 補(bǔ) 償 ， 其 輸 出 電 流 和 電 壓 成 線 性 關(guān) 系 。 （ 11） 運(yùn) 行 范 圍 大 。 這 給 S V C 系 統(tǒng) 的 濾 波 設(shè) 計 帶 來 許 多 困 難 ， 而 在 S V G 中 則 完 全 可 以 采 用 橋 式 交 流 電 路 的 多 重 化 技 術(shù) 、 多 電 平 技 術(shù) 或 P W M 技 術(shù) 來 進(jìn) 行 處 理 ， 以 消 除 次 數(shù) 較 低 的 諧 波 ， 并 使 較 高 次 數(shù) 如 7 、 11 等 次 數(shù) 諧 波 減 小 到 可 以 接 受 的 程 度 。 （ 7 ） 對 系 統(tǒng) 電 壓 進(jìn) 行 瞬 時 補(bǔ) 償 ， 即 使 系 統(tǒng) 電 壓 降 低 ， 它 仍 然 可 以 維 持 最 大 無 功 電 流 ， 即 S V G 產(chǎn) 生 無 功 電 流 基 本 不 受 系 統(tǒng) 電 壓 的 影 響 。 （ 5 ） 對 電 容 器 的 容 量 要 求 不 高 ， 這 樣 可 以 省 去 常 規(guī) 裝 置 中 的 大 電 感 和 大 電 容 及 龐 大 的 切 換 機(jī) 構(gòu) ， 使 S V G 裝 置 的 體 積 小 、 損 耗 低 。 34 1L2L3L CS D 圖 45 電壓型 SVG 電路 綜 合 起 來 ， 靜 止 無 功 發(fā) 生 器 與 靜 態(tài) 無 功 功 率 補(bǔ) 償 器 、 同 步 調(diào) 相 機(jī) 以 及 S V C 裝 置 相 比 ， 具 有 如 下 優(yōu) 點(diǎn) ： （ 1 ） 在 提 高 系 統(tǒng) 的 暫 態(tài) 穩(wěn) 定 性 、 阻 尼 系 統(tǒng) 震 蕩 等 方 面 的 性 能 大 大 優(yōu) 于 傳 統(tǒng) 的 同 步 調(diào) 相 機(jī) 。如果單純用于補(bǔ)償無功功率，可用移相多重連結(jié)的方法來降低其補(bǔ)償電流中的諧波。 在 這 種 情 況 下 ， 只 需 使 SVGU? 與 SU? 相 同 ， 僅 改 變 SVGU? 的 幅 值 大 小 即 可 以 控 制 S V G 從 電 網(wǎng) 吸 收 的 電 流 I? 是 超 前 還 是 滯 后 ?90 ， 并 且 能 控 制 該 電 流 的 大 小 。 設(shè) 電 網(wǎng) 電 壓 和 S V G 輸 出 的 交 流 電 壓 分 別 用 相 量 SU 和 SVGU? 表 示 ， 則 連 接 電 抗 X 上 的 電 壓 32 LU? 即 為 SU? 和 SVGU? 的 相 量 差 ， 而 連 接 電 抗 的 電 流 是 可 以 由 其 電 壓 來 控 制 的 。 設(shè) 電 網(wǎng) 電 壓 和 S V G 輸 出 的 交 流 電 壓 分 別 用 相 量 SU 和 IU 表 示 ， 則 連 接 電 抗 X 上 的 電 壓 LU 即 為 SU 和 IU 的 相 量 差 ， 而 連 接 電 抗 的 電 流 是 可 以 由 其 電 壓 來 控 制 的 。 S V G 正 常 工 作 時 就 是 通 過 電 力 半 導(dǎo) 體 開 關(guān) 的 通 斷 將 直 流 側(cè) 電 壓 轉(zhuǎn) 換 成 交 流 側(cè) 與 電 網(wǎng) 同 頻 率 的 輸 出 電 壓 ， 就 像 一 個 電 壓 型 逆 變 器 ， 只 不 過 其 交 流 側(cè) 輸 出 接 的 不 是 無 源 負(fù) 載 ， 而 是 電 網(wǎng) 。 實(shí) 際 上 ， 考 慮 到 變 流 電 路 吸 收 的 電 流 并 不 只 含 基 波 ， 其 諧 波 的 存 在 也 多 少 會 造 成 總 體 來 看 有 少 許 無 功 能 量 在 電 源 與 S V G 之 間 往 返 ； 所 以 ， 為 了 維 持 橋 式 變 流 電 路 的 正 常 工 作 ， 其 直 流 側(cè) 仍 需 要 一 定 大 小 的 電 感 或 電 容 作 為 儲 能 元 件 ， 但 所 需 儲 能 元 件 的 容 量 遠(yuǎn) 比 S V G 所 能 提 供 的 無 功 容 量 要 小 。 圖 36 補(bǔ)償電納計算電路模塊（ B Count） 29 30 第 4 章 靜止無功發(fā)生器（ SVG） SVG的工作原理 S V G 的 基 本 原 理 就 是 將 自 換 相 橋 式 電 路 通 過 電 抗 器 或 者 直 接 并 聯(lián) 在 電 網(wǎng) 上 ， 適 當(dāng) 地 調(diào) 節(jié) 橋 式 電 路 交 流 側(cè) 輸 出 電 壓 的 幅 值 和 相 位 ， 或 者 直 接 控 制 其 交 流 側(cè) 電 流 就 可 以 使 該 電 路 吸 收 或 者 發(fā) 出 滿 足 要 求 的 無 功 電 流 ， 實(shí) 現(xiàn) 動 態(tài) 無 功 補(bǔ) 償 的 目 的 。 圖 34 觸發(fā)生成電路模塊（ Pulse） SVC 電路模塊（ SVC） 三相的 TCR 采用三角形連接方式，因?yàn)槿切芜B接時，負(fù) 載相序電流中 3 及 3 的倍數(shù)次諧波是零序電流，它們在三相對稱負(fù)載中有相同的幅值和相位，在三角形中形成環(huán)路電流，所以在線電流中就不會存在 3 及 3 的倍數(shù)次諧波。 系統(tǒng)仿真模型如圖 。 表 3 . 1 是 負(fù) 荷 在 三 相 對 稱 與 三 相 不 對 稱 情 況 下 的 T C R 諧 波 相 對 于 基 波 的 最 大 含 有 率 的 對 比 情 況 。 圖 32 電壓一電流特性曲線 諧波特性 由 于 T C R 裝 置 采 用 分 相 獨(dú) 立 控 制 原 理 ， 在 動 態(tài) 調(diào) 節(jié) 晶 閘 管 觸 發(fā) 角 時 ， 難 免 會 產(chǎn) 生 大 量 的 諧 波 ， 并 且 諧 波 含 量 與 觸 發(fā) 角 有 很 大 關(guān) 系 。 當(dāng) 電 壓 升 高 ， 運(yùn) 行 點(diǎn) 將 向 右 移 動 ， 控 制 器 通 過 增 大 晶 閘 管 閥 的 觸 發(fā) 角 增 大 注 入 節(jié) 點(diǎn) 的 感 性 無 功 功 率 ， 保 持 節(jié) 點(diǎn) 電 壓 。 TCR型 SVC的 工作特性 電壓一電流基本特性 圖 為 TCR 的電壓電流特性。 90176。 時，電流 iL中的基波分量為 ? ???? ?? 2s i n22s i n1 ??????? LLL XUXUI （ 34） 式中， IL U 分別為電流 的 基波分量和 它的 電壓 有效值， XL為 這個 基波 的作用 下 的 電抗值。 時， Q 接近 maxQ 。 純電感負(fù)載 時，電壓超前電流 ?90 ，即 功率因數(shù)角 ?90?? ， 所以當(dāng)?? 900 ??? 時， 雙向晶閘管 為 失控狀態(tài)，已不能通過 α 變化來改變 IL大小。 設(shè) tUu ?sin2? ，則當(dāng)控制角 α=90176。為了能夠承受實(shí)際線路 中存 在的 大電流 與 高電壓，應(yīng)該允許有若干個晶閘管串聯(lián)組成 一個晶閘管組 。這種連續(xù)調(diào)節(jié)是依靠調(diào)節(jié) TCR 中晶閘管的觸發(fā)延遲角 α 得以實(shí)現(xiàn)的，因此 SVC的核心是 TCR。 整個無功補(bǔ)償裝置有以下各部分組成，詳見表 23。 圖 22 低壓無功補(bǔ)償裝設(shè)方式 20 表 22 無功補(bǔ)償方式的比較 無功補(bǔ)償方式 具體操作 適用場所 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 集中補(bǔ)償 在用戶專用變電所或配電室的低壓母線上 裝有 電容器 主要 用于 負(fù)荷波動幅度不大的 線路末端 和負(fù)荷容量較大 的 地點(diǎn)集中的場合 配電變壓器的供電能力 和 設(shè)備的利用率高；母線、變壓器和高壓輸電線路上的有功和無功損耗 減少 ；電壓質(zhì)量得到 改善 ；管理 、 維護(hù)操作方便 設(shè)備的一次性投資較大 分組補(bǔ)償 將電容器組按低壓配電網(wǎng)的無功負(fù)荷分布分組裝設(shè)在相應(yīng)的母線上，或直接與低壓干線相連接 適用于 電負(fù)荷點(diǎn)較多 (比如多 個車間 )，而且距離較遠(yuǎn) 的場合 對于負(fù)荷比較分散的用戶，有利于實(shí)行無功分區(qū)平衡，體現(xiàn)了無功“ 就地平衡 ” 的原則，可增加設(shè)備的承載能力 運(yùn)行條件較差，維護(hù)極為不便 就地補(bǔ)償 將電容器組直接裝設(shè)在用電設(shè)備旁邊 適用于 長距離大用電設(shè)備 的場合 節(jié)約電能最多，并且可以減少 前面的配變電設(shè)備、配電線路等的損耗 投資高、利用率低 無功補(bǔ)償?shù)囊饬x 無功補(bǔ)償?shù)囊饬x如下： (1) 穩(wěn)定受電端及電網(wǎng)的電壓，提高供電 電能的 質(zhì)量 ， 改善輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增加變壓器帶載容量，提高輸電能力。無論是變壓器、輸電線路還是各種負(fù)載，都需要無功。 在以往的學(xué)習(xí)中可以得到以下公式： 2 2 2S P Q??, cosPS?? ， 19 sinQS?? ， cos =P/S? 。Q 電源輸出的無功功率減少后的值 CQ ??39。 18 第 2 章 無功功率補(bǔ)償有關(guān)理論的研究 無功功率補(bǔ)償?shù)幕驹? 我們是這樣描述 無功補(bǔ)償 的 ： 在同一電路上并聯(lián)起來具 有容性功率負(fù)荷的裝置