【正文】 G吸收感性的無功功率，從而達到動態(tài)控制無功功率并進行補償?shù)哪康摹＿@個電流就是SVG從電網(wǎng)吸收的電流。這個電流就是SVG從電網(wǎng)吸收的電流。因此，當僅考慮基波頻率時，SVG 可以等效地視為幅值和相位均可以控制的一個與電網(wǎng)同頻率的交流電壓源。而對SVC 裝置，其所需儲能元件的容量至少要等于其所提供的無功功率的容量，因此，SVG 中儲能元件的體積和成本比同容量的SVC 大大減小，SVG 分為電壓型橋式電路和電流型橋式電路兩種類型，其電路基本結(jié)構(gòu)如圖21所示。在平衡的三相電路中, 不論負荷的功率因數(shù)如何，三相瞬時功率的和是一定的，在任何時刻都是等于三相總的有功功率。它不再采用大容量的電容、電感器件，而是通過大功率電力電子器件的高頻開關(guān)實現(xiàn)無功能量的變換。 （4）在MATLAB/SIMULINK環(huán)境下對SVG無功補償進行了仿真研究。論文主要研究內(nèi)容如下：（1）論述了無功補償?shù)幕靖拍?，研究背景及目的意義；簡要介紹了幾種無功補償裝置；介紹了無功補償在國內(nèi)外的研究發(fā)展現(xiàn)狀；最后，提出了本文的研究內(nèi)容及論文總體框架。SVC受到響應(yīng)速度的限制，即使增大裝置的容量，其抑制電壓閃變的能力不會增加；而SVG不受響應(yīng)速度的限制，增大裝置空量可以繼續(xù)提高抑制電壓閃變的能力。（14）響應(yīng)更為迅速。SVG通過直接調(diào)節(jié)無功電流實現(xiàn)無功功率補償，其輸出電流不依賴于電壓，表現(xiàn)為恒流源特性；SVC通過調(diào)節(jié)等值阻抗實現(xiàn)無功功率補償，其輸出電流和電壓成線性關(guān)系。（10）SVG的端電壓對外部系統(tǒng)的運行條件和結(jié)構(gòu)變化是不敏感的。在多種形式的SVC裝置中，SVC本身產(chǎn)生一定量的諧波。SVG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，也遠小于補償容量相同的TCR等SVC裝置所需的電感量。（3）控制靈活、調(diào)節(jié)速度更快、調(diào)節(jié)范圍廣，在感性和容性運行工況下均可連續(xù)快速調(diào)節(jié)，響應(yīng)速度可達毫秒級?；陔妷涸葱湍孀兤鞯难a償裝置實現(xiàn)了無功補償功能質(zhì)的飛躍。 靜止無功發(fā)生器靜止無功發(fā)生器（Static Var Generator，簡稱SVG）也是一種電力電子裝置。晶閘管投切電容器（Thyristor Switching Capacitor，簡稱TSC）也獲得了廣泛的應(yīng)用。 靜止無功補償器早期的靜止無功補償器(Static Var Compensator，簡稱SVC)是飽和電抗器(Saturated Reactor，簡稱SR)型的。在系統(tǒng)中含有諧波時，還有可能發(fā)生并聯(lián)諧振，使諧波放大，電容器因此而燒毀的事故也時有發(fā)生。從電力系統(tǒng)的誕生開始，無功補償裝置就開始在電力系統(tǒng)中應(yīng)用，同步發(fā)電機可以看作是最早的無功補償裝置。早期大量使用同步調(diào)相機作為無功補償裝置，但是調(diào)相機作為旋轉(zhuǎn)機械存在很大問題，如響應(yīng)速度慢、維護工作量大等。觸點開關(guān)為實現(xiàn)感性或容性無功的連續(xù)可控調(diào)節(jié)提供了簡便、可靠、靈活的技術(shù)。根據(jù)提供無功的性質(zhì)和方式而言，靜補裝置又分為六種組合方式，固定電容、固定感性、可變?nèi)菪?、可變感性、固定容?可變感性、可變?nèi)菪?+ 可變感性，通常所指的靜補裝置是指后兩種方式。對于偏離規(guī)定功率因數(shù)較大的企業(yè)，電力部門會對其征收懲罰性的累加電費，在城市夜間、節(jié)假日期間會有大量剩余無功功率，引起電網(wǎng)電壓升高，危害用戶。在低壓(10kv 以下)供電網(wǎng)絡(luò)中大量地和在中壓(60kv、35kv)配電網(wǎng)絡(luò)中少量地裝設(shè)并聯(lián)電容器組，以滿足調(diào)壓要求，70 年代初有人提出用大負荷調(diào)壓變壓器改變并聯(lián)電容器組端電壓，以調(diào)節(jié)無功出力的設(shè)想，終因調(diào)壓變壓器的操作開關(guān)壽命不能保證而未能實現(xiàn)。但是它們都是利用可控硅晶閘管進行換相控制，在無功變動時容易發(fā)生逆變現(xiàn)象，并且都需要大電感或大電容來產(chǎn)生感性和容性無功，因而人們期待有新的補償方式改善上述缺陷。由 晶 閘 管 控 制 電 抗 器 ( ThyristorCon rolledReactor TCR) , 晶 閘 管 投 切 電 容 器Thyristor Switched Capacitor TSC)和以及二者的混合裝置(TCR + TSC)等主要形式組成的靜止補償器(Static Var Compensator SVC)實際上可看作一個可調(diào)節(jié)的并聯(lián)電納，其性能比固定并聯(lián)電容器要好得多。同步調(diào)相機同電容器相比，該裝置的優(yōu)點是：在系統(tǒng)電壓下降時，靠維持或提高本身的出力，可以給系統(tǒng)提供緊急的電壓支持。通常，在干擾期間，它們都不會投入或切除。由于其技術(shù)的成熟性及經(jīng)濟上的原因，這些裝置仍在廣泛的使用。無功補償在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，將大大提高電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，供電可靠性和運行效率，同時大大提高供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量。在長距離輸電線路中選擇合適的地點設(shè)置動態(tài)無功補償裝置還可以改善輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增加變壓器帶載容量，提高輸電能力。無功補償技術(shù)，對于提高電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量和挖掘電網(wǎng)的潛力是十分必要的。（4）對電力系統(tǒng)的發(fā)電設(shè)備來說，無功電流的增大，對發(fā)電機轉(zhuǎn)子的去磁效應(yīng)增加，電壓降低，如過度增加勵磁電流，則使轉(zhuǎn)子繞組超過允許溫升。（3）使線路和變壓器的電壓降增大，如果是沖擊性無功負載，還會使電壓產(chǎn)生劇烈波動，使供電質(zhì)量嚴重降低。無功功率的增加，會導(dǎo)致電流增大和視在功率增加，從而使發(fā)電機、變壓器等各種電氣設(shè)備的容量和導(dǎo)線的容量增加。（3）研究無功功率，掌握它的經(jīng)濟規(guī)律。與無功功率問題相關(guān)的技術(shù)問題很多，主要有：無功功率靜態(tài)穩(wěn)定問題；電容性無功功率引起的發(fā)電機自勵磁問題；沖擊性無功負荷的調(diào)節(jié)問題；無功功率的高次諧波公害和閃變問題；跟隨饋電系統(tǒng)引起的負荷功率因數(shù)的變化與改善問題。近年來，隨著我國電力工業(yè)的不斷發(fā)展，大范圍的高壓輸電網(wǎng)絡(luò)逐漸形成，同時對電網(wǎng)無功功率的要求也日益嚴格。在非正弦電路中，無功功率的概念卻很抽象，并且至今未獲得公認的無功功率定義。變化的磁場產(chǎn)生變化的電場，變化的電場產(chǎn)生變化的磁場，這正是無功功率交換的規(guī)律。另外，這些裝置也會產(chǎn)生大量的諧波電流，而諧波源都是要消耗無功功率的。電力系統(tǒng)中的電抗器和架空線路等也消耗一些無功功率。改革開放30年來，我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，對能源特別是電能的需求不斷增加，電力系統(tǒng)裝機容量逐年增加，據(jù)預(yù)測到2020年，我國發(fā)電裝機容量將達9~10億kW，今后每年投運的機組容量至少2千萬kW；另一方面要節(jié)約電能，提高電能的利用效率[1]。最后，本文利用MATLAB/SIMULINK仿真軟件對SVG工作方式及利用SVG動態(tài)提高系統(tǒng)電壓的原理進行仿真研究。其次，本文詳細分析了SVG的基本結(jié)構(gòu)，控制方法和工作原理，以及SVG的優(yōu)特點。靜止無功發(fā)生器(Static var Generation，簡稱SVG)適于實時補償沖擊性負荷的無功沖擊電流和諧波電流。ofimproving the theoryCompensator Student:Supervison:Department:Specialty:Electrical Engineering and AutomationDirection:Electrical Engineering and AutomationChinaMay 2011摘要隨著電力電子設(shè)備、交直流電弧爐和電氣化鐵道等非線性、沖擊性負荷的大量接入電網(wǎng)，引起了電網(wǎng)無功功率不足、電壓波動與閃變、三相供電不平衡以及電壓電流波形畸變等其它一系列電能質(zhì)量問題，并嚴重威脅著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。并詳盡的闡述了國內(nèi)外無功補償裝置的歷史以及現(xiàn)狀。通過公式的推導(dǎo)運算，闡述了SVG如何穩(wěn)定系統(tǒng)電壓。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變和建設(shè)“節(jié)約型”社會口號的提出，電力系統(tǒng)無功補償也成為研究的熱點。異步電動機和變壓器所消耗的無功功率在電力系統(tǒng)所提供的無功功率中占有很高的比例。如相控整流器、相控交流功率調(diào)整電路和周波變換器，在工作時基波電流滯后于電網(wǎng)電壓，需要消耗大量的無功功率。 無功功率的基本概念無功功率在電氣技術(shù)領(lǐng)域是個必不可少的重要物理量。傳統(tǒng)上無功功率一般采用平均無功功率概念，它是電路中儲能元件與電源間交換功率的最大值，也是儲能元件與電源間交換能量的一種量度。近年來，國內(nèi)外學(xué)者又提出了廣義平均無功功率、瞬時無功功率以及廣義瞬時無功功率的概念。因此，無功功率對電力系統(tǒng)是十分重要的，研究無功功率具有重要的現(xiàn)實意義，歸納如下：（1）研究無功功率，可以解決現(xiàn)代電力系統(tǒng)中與無功功率相關(guān)的一系列技術(shù)問題。一個10GW的電力系統(tǒng)，如果無功功率問題處理得好，每年沖這個電網(wǎng)的發(fā)電廠、變電所、用戶中節(jié)約的電能超過10億kWh，并且可以減少系統(tǒng)中200~300MW容量的輸變電設(shè)備。 無功功率的影響無功功率對公用電網(wǎng)和負荷的影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面[4]：（1）增加設(shè)備容量。無功功率的增加，使得總電流增大，因而使得設(shè)備及線路的損耗增加，這是顯而易見的。電弧爐、軋鋼機等大型設(shè)備會產(chǎn)生頻繁的無功沖擊，也會嚴重影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量?？梢?，無功功率對供電系統(tǒng)和負載的運行都是十分重要的。 無功補償?shù)闹饕饔冒ㄒ韵聨讉€方面[7]：（1）穩(wěn)定受電端及電網(wǎng)的電壓，提高供電質(zhì)量。（4）通過控制功率變化，阻尼系統(tǒng)振蕩。在電力系統(tǒng)中 ，控制無功功率的方法很多，包括采用同步發(fā)電機、同步電動機、同步調(diào)相機、并聯(lián)電容器和靜止無功補償裝置等。例如，并聯(lián)電容器在高峰負荷下可接入系統(tǒng)以防止電壓降低在輕載時 ,電容器和電抗器的存在 ，對故障后系統(tǒng)的動態(tài)性能也有影響。同步調(diào)相機又稱同步補償器，是作為并聯(lián)補償設(shè)計的一種同步機，它屬于有源補償器。同步調(diào)相機具有調(diào)相的優(yōu)點，但動態(tài)響應(yīng)速度慢，發(fā)出單位無功功率的有功損耗大，運行維護復(fù)雜，不適應(yīng)各類非線性負載的快速變化。傳統(tǒng)靜止補償器對電力系統(tǒng)狀況的調(diào)整和暫態(tài)性能的改善起到了重要的作用，且其控制技術(shù)也比較成型，在實際電力系統(tǒng)中也得到了不少的有效應(yīng)用。在國內(nèi)，補償無功用的最多的辦法是并聯(lián)電容器。這同時也產(chǎn)生了許多新的問題，首先，其不能迅速連續(xù)地進行無功功率的調(diào)節(jié)，其次，許多電容器在夜間產(chǎn)生了過量的無功，使發(fā)電機換相運行，并影響系統(tǒng)經(jīng)濟穩(wěn)定運行，因此，中小企業(yè)的功率因數(shù)調(diào)節(jié)也越來越引起重視。(BBC)，瑞典通用電氣公司，美國的通用電氣公司(GE)及西屋公司，日本的富士公司等均發(fā)展了不同類型的靜補技術(shù)。高壓可控硅元件問世以來，逐步取代了有SR。 常見無功補償裝置無功補償?shù)男枨笫呛碗娏ο到y(tǒng)的發(fā)展同步的。這類裝置大大提高了無功調(diào)解的響應(yīng)速度，但仍屬于阻抗型裝置，其補償功能受系統(tǒng)參數(shù)影響，且TCR本身就是諧波源，容易產(chǎn)生諧波振蕩放大等嚴重問題。但是，它只能補償固定的無功功率，不能跟蹤負荷無功需求的變化，實現(xiàn)對無功功率的動態(tài)補償。由于它是旋轉(zhuǎn)電機，因此損耗和噪聲都較大，運行維護復(fù)雜，而且響應(yīng)速度慢，在很多情況下已無法適應(yīng)快速無功控制的要求。其典型代表是晶閘管控制電抗器＋固定電容器（Thyristor Controlled Reactor + Fixed Capacitor，簡稱TCR+FC）。由于具有連續(xù)調(diào)節(jié)的性能且響應(yīng)迅速，因此SVC可以對無功功率進行動態(tài)補償，使補償點的電壓接近維持不變。SVG屬于第三代靜止無功補償技術(shù)。（2）采用數(shù)字控制技術(shù)，系統(tǒng)可靠性高，基本不需要維護，可以節(jié)省大量的維護費用；同時，可通過調(diào)度中心EMS實現(xiàn)無功功率潮流和電壓最優(yōu)控制，是建設(shè)中的數(shù)字電力系統(tǒng)（DFS）的組成部分。（6）連接電抗小。（8）諧波量小。（9）SVG不需要大容量的電容、電感等儲能元件，在網(wǎng)絡(luò)中普遍使用也不會產(chǎn)生諧波，而使用SVC或固定電容器補償，如果系統(tǒng)安裝臺數(shù)較多，有可能會導(dǎo)致系統(tǒng)諧振的產(chǎn)生。對傳統(tǒng)的SVC裝置，其所提供的最大電流分別受其并聯(lián)電抗器和并聯(lián)電容器的阻抗特性限制，因而隨電壓的降低而減少。（13）SVG的直流側(cè)如果采用較大的儲能電容，或者其他直流電源（如蓄電池組）后，它不僅可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)的無功功率，還可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)的有功功率，這對于電網(wǎng)來說是非常有益的，也是SVC裝置所不能比擬的。SVC對電壓閃變的抑制最大可以達到2:1，