【正文】 加劇，且日負(fù)荷隨用電的峰、谷時(shí)段變化較大 。隨著技術(shù)的發(fā)展以及電網(wǎng)安全和電力用戶的需要，動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置將會(huì)得到更為廣泛的應(yīng)用，且應(yīng)用的方式也將隨著使用場合的不同而靈活采用不同的無功補(bǔ)償方式，或者同時(shí)綜合采用多種無功補(bǔ)償技術(shù)。負(fù)荷不平衡時(shí)， TSC 不平衡控制策略可以補(bǔ)償系統(tǒng)使供電電流變成三相平衡，能夠使單相負(fù)荷變成三相平衡負(fù)荷而沒有無功分量。 TSC 應(yīng)用于電力系統(tǒng)中對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生 的影響有： 1，增強(qiáng)系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。文獻(xiàn) [3]中對(duì)開環(huán)控 15 制系統(tǒng)的一般構(gòu)成進(jìn)行了較為詳細(xì)的解釋，在次不再贅述。這時(shí)根據(jù) 5 區(qū)的策略應(yīng)該投電容器，如果沒有電容器可以投入的話應(yīng)該升高電壓。 8 區(qū) :電壓越下限、無功越下限 (過補(bǔ)償 )。 14 5 區(qū) :電壓合格、功率因數(shù)越下限 (無功越上限 )。若電容己切完，無功仍然越下限，停發(fā)切電容指令，發(fā)降壓指令。九區(qū)圖控制法是將電壓和無功的區(qū)域結(jié)合起來，組成一個(gè)平面，在該平面內(nèi)分為 9 個(gè)區(qū)域。 此類控制策略的方法較簡單，以無功功率變化控制策略為例簡要說明，其余控制策略這里不再贅述。對(duì)于由 2 只 晶閘管、 1 只二極管組成的 Y△連接的三相投切開關(guān)的“ 2+1”電路 ??45 ，就可以應(yīng)用這種 觸發(fā) 方式，“ 2+1”電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 25 所示。由于系統(tǒng)電壓波動(dòng)變化，以及電容上的 殘壓等因素，在實(shí)際中很難保證無過渡投入條件中的電容預(yù)充電條件。 晶閘管和二極管反并聯(lián)的結(jié)構(gòu)同兩個(gè)晶閘管反并聯(lián)結(jié)構(gòu)類似，二極管可以給電容器充電，直到其電壓為電源電壓峰值為止，一旦電容電壓比電源電壓峰值低，二極管就會(huì)將其充至峰值電壓。因?yàn)楦鶕?jù)電容器的特性方程 dtduCi cc ? (21) 9 圖 23 TSC 理想投切時(shí)刻原理圖 圖 23 所示為兩個(gè)晶閘管反并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，設(shè)電源電壓為 se ，在本次導(dǎo)通開始以前，電容器的端電壓 cu 己通過上次導(dǎo)通時(shí)段最后導(dǎo)通的晶閘管 1VT 充電至電源電壓 se 的峰值，且極性為正。實(shí)際中，多采用三角形接法。 TSC 主電路選擇和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 晶閘管和電容器的連接方式 TSC 的主電路按照晶閘管和電容器的連接方式，可以大致分為 4 種類型 : 星形有中線、星形無中線 。當(dāng)電容器投入時(shí)， TSC 的電壓 電流特性就是該電容的伏安特性，如圖21c）中的 0A 所示。 2 TSC 型靜止無功補(bǔ)償器 的基本結(jié)構(gòu)與工作原理。隨器補(bǔ)償是指將低壓電容器通過低壓保險(xiǎn)接在配電變壓器二次側(cè)，以補(bǔ)償配電變壓器空載無功功率的補(bǔ)償方式。但這種補(bǔ)償方式只能補(bǔ)償高壓母線前面所有線路上的無功功率，而高壓母線后面的無功功率得不到補(bǔ)償。 ⑵ 集中補(bǔ)償 集中 補(bǔ)償是指并攏電容器接在匯流母線上，根據(jù)母線上的無功負(fù)荷而直接 控制電容器的投切。然而并聯(lián)電容器可以安裝正在全系統(tǒng)的各個(gè)點(diǎn)上，根據(jù)安裝 位置的不同，得到的效果也就不同。 通過并聯(lián)補(bǔ)償可以方便地向系統(tǒng)注入或吸收無功功率或者有功功率，控制電力系統(tǒng)無功功率的平衡。而由于并聯(lián)補(bǔ)償方式接入和切除都很方便，因此，在電力系統(tǒng)中得到最為廣泛的應(yīng)用。目前世界上像 ABB、西門子、阿爾斯通等著名大公司都推出了自己的此類型的產(chǎn) 品。 晶閘管投切或控制的補(bǔ)償裝置徹底的改變了機(jī)械投切速度慢的特點(diǎn)，控制速度快、維護(hù)簡單、成本較低，因此在電力系統(tǒng)得到十分廣泛的運(yùn)用。 國內(nèi)外在該方面的研究現(xiàn)狀及分析 從電力系統(tǒng)的誕生開始，補(bǔ)償技術(shù)就開始被應(yīng)用，隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，各種補(bǔ)償裝置不斷出現(xiàn)，如采用機(jī)械投切的電容器和電抗器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行的無功功率補(bǔ)償，改善系統(tǒng)的電壓水平。 無功補(bǔ)償對(duì)供電系統(tǒng)和負(fù)荷的運(yùn)行都具有十分重要的意義其作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： ⑴ 無功功率的增加，會(huì)導(dǎo)致電流的增大和視在功率的增加，從而使導(dǎo)線發(fā)電機(jī)、變壓器及其它電氣設(shè)備容量的增加。 近年來，由于電網(wǎng)容量的增加，對(duì)電網(wǎng) 無功要求也與日增加。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。介紹了 TSC 基本結(jié)構(gòu)和原理，建立了的數(shù)學(xué)模型，對(duì)穩(wěn)定性進(jìn)行了分析 。 論文首先介紹了無功功率補(bǔ)償?shù)囊饬x和現(xiàn)狀，無功功率的作用。 It firstly introduces the significance of power pensating reactive power and status quo, and reactive power function. Introduces the basic principle and structure, TSC, the mathematical model was established for stability is analyzed, and discusses the method of harmonic restrain themselves. Secondly, in the analysis, determines the TSC characteristics in overall control strategies: TSC of reactive power as the main control goal, but most of the reactive power pensation by the TSC, this paper puts emphasis on the introduction of TSC static reactive pensation stable system voltage research. In order to validate this paper studies the effectiveness of the control strategy, In MATLAB/Simi LINK environment TSC simulations were performed. TSC system design, the simulation. Results verify the effectiveness of the control algorithm, can increase the stability of system, reduce the number of capacitor action. Established by simulation model for simulation TSC fluctuations, analyzed, the results showed that the TSC type static reactive pensation in the voltage stabilizing system can meet demands, which shows that the reactive power pensation methods it has great practical value. Key words: Reactive power Static pensator Stable voltage III 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。電能國家的支柱能源和工業(yè)經(jīng)濟(jì)的命脈，既是最重要的能源，又是消耗其它能源產(chǎn)的能源產(chǎn)品，所以節(jié)約電力資源是節(jié)能的重要內(nèi)容。合理的方法是在需要消耗無功功率的 地方產(chǎn)生無功功率 這就是無功補(bǔ)償。因此，合理的方法應(yīng)當(dāng)是在需要消耗 無功功率的地產(chǎn)生無功功率，即進(jìn)行合理的無功補(bǔ)償。而傳統(tǒng)的機(jī)械投切裝置由于是旋轉(zhuǎn)設(shè)備，運(yùn)行維護(hù)都很復(fù)雜，響應(yīng)速度也較慢，且隨著負(fù) 荷中心地區(qū)對(duì)環(huán)境要求的提高，旋轉(zhuǎn)帶來的噪聲等問題也使得居民越來越不滿意，因此同步調(diào)相機(jī)也逐漸被 SVC 等補(bǔ)償裝置所取代。從 20 世紀(jì) 90 年代起， 3 基于變流器的補(bǔ)償裝置獲得廣泛的應(yīng)用。 根據(jù)連接方式不同，無功功率補(bǔ)償可以分為并聯(lián)補(bǔ)償、串聯(lián)補(bǔ)償和混聯(lián)補(bǔ)償三種。因此并聯(lián)補(bǔ)償裝置通常受系統(tǒng)電壓的限制。電力企業(yè)通常采用并聯(lián)電容器的方法進(jìn)行補(bǔ)償。而采用高壓個(gè)別補(bǔ)償除了具有低壓個(gè)別補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)外，而且更能有效地降低設(shè)備啟動(dòng)的沖擊性，減少變壓器容量裕度。主要特點(diǎn)：在減少高壓母線線路的無功功率損耗的同時(shí)，提高本變電所的供電電壓質(zhì)量；可根據(jù)負(fù)荷的大小自動(dòng)投切，從而合理地提高了用戶的功率因數(shù)，避免功率因數(shù)降低導(dǎo)致電費(fèi)的增加；提高供電能力、減少線損穩(wěn)定電壓。 ⑸ 隨器補(bǔ)償與跟蹤補(bǔ)償 隨器補(bǔ)償與跟蹤補(bǔ)償是兩種 不叫 特殊的補(bǔ)償方式，也是目前最有效的手段之一。 1 闡述無功功率補(bǔ)償?shù)哪康?、意義與國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，說明無功功率與系統(tǒng)電壓變化的關(guān)系。 TSC 電壓 電流特性 本文采用如圖 21 所示的晶閘管和二極管反并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，為便于分析，以單相為例如圖 21a）所示。按補(bǔ)償對(duì)象劃分為：面向系統(tǒng)補(bǔ)償，該補(bǔ)償方式是維持系統(tǒng)電壓在一定的范圍內(nèi)變化，該補(bǔ)償方式一般為高壓補(bǔ)償方式；面向負(fù)荷補(bǔ)償，該方式直接針對(duì)某一負(fù)荷進(jìn)行補(bǔ)償。按照電工理論中的“△ — Y”變換原理，在電容器總?cè)萘肯嗟鹊那闆r下，角外接法和星形無中線對(duì)外電路所表現(xiàn)的特性都是一樣的。一般來講，希望電容器預(yù)先充電電壓為電源電壓峰值，而且將晶閘管的觸發(fā)相位也固定在電源電壓的峰值點(diǎn)。圖 23 以簡單的電路原理圖和投切的波形對(duì)此作了說明。 )2/co s ( ?? ?? tIi m （ 25） 同時(shí)滿足無過渡過程投入的兩個(gè)條件，在實(shí)際中是很困難的。利用這一點(diǎn)，在晶閘管承受反壓時(shí)，觸發(fā)脈沖序列升始，這樣當(dāng)晶閘管由反向轉(zhuǎn)為正向偏置時(shí)就自動(dòng)進(jìn)入平穩(wěn)導(dǎo)通狀態(tài)。 ⑴ 單一功能的控制策略 這類控制包括：按功率因數(shù)大小控制；按母線電壓曲線控制；按無功功率變化控制；按晝夜時(shí)間段控制；按負(fù)載電流大小控制；按電壓電流相位差控制等。 九區(qū)圖法控制原理 對(duì) TSC 的控制策略，傳統(tǒng)的方式是采用九區(qū)圖法。發(fā)切除電容的指令。若電容器己投完，無功仍然越上限值，則停發(fā)投電容器指令。發(fā)升壓指令，直到電壓升至合格為止。 這樣的情況在運(yùn)行點(diǎn)③點(diǎn)和④點(diǎn)之間也會(huì)存在，具體是如果運(yùn)行點(diǎn)在 3 區(qū)的③點(diǎn)，這時(shí)應(yīng)該執(zhí)行的操作是降低電壓，這樣會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)中的無功功率升高，運(yùn)行點(diǎn)有可能進(jìn)入5 區(qū)在④點(diǎn)運(yùn)行。但是，由于開環(huán)控制方式對(duì)受空變量的信息無反饋回路，所以一切的邊界條件皆需要預(yù)先考慮，一旦遇到不可預(yù)見的條件出現(xiàn)，其控制效果將大打折扣，因此是一大難點(diǎn)?？刂埔?guī)律采用可變參數(shù)的 PI 調(diào)節(jié)器，其算法簡單、可靠，而且易實(shí)現(xiàn)。 4，補(bǔ)償不平衡負(fù)荷。 TSC 型 SVC，以及其 他類型的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置如 STATCOM 和 DSTATCOM 等在輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)、大型工礦企業(yè)中應(yīng)用廣泛，起到了電壓支撐、無功補(bǔ)償、抑制閃變等關(guān)鍵作用。 民用系統(tǒng)中的 TSC 主要應(yīng)用在城市低壓配電系統(tǒng)及居民電力用戶端裝置中的相關(guān)無功補(bǔ)償設(shè)備中。但由于這組電容器電容量過大，一經(jīng)投入便將功率因數(shù)補(bǔ)到了上限之上，于是控制器又發(fā)出指令切除一組電容。一般情況下，電容器投切暫態(tài)過程引起的合閘涌流是相當(dāng)大的，再加上已投入電容器的放電電流，投切裝置的工作條件非常惡劣。尤其在弱電控制回路中，各種干擾所造成的影響會(huì)更加明顯。 18 本章小節(jié) 本 章對(duì)于 TSC 的控制策略進(jìn)行了分析。 從電力系統(tǒng)得仿真、到數(shù)值計(jì)算、圖形處理、再到信號(hào)分析。該靜止無功補(bǔ)償器由一個(gè) 735kV/16kV 333MVA 的耦合變壓器，一個(gè)109Mvar 晶閘管控制電抗器和三個(gè) 94Mvar 的晶閘管投切電容器組（ TSC1 TSC2 TSC3）構(gòu)成。圖 44 所示為 TSC 三相電流波形圖，可以看出首先是 AB 相間的晶閘管導(dǎo)通，此時(shí) A 相和 B 相電流幅值相等，相位相差 180176。 無功補(bǔ)償對(duì)供電系統(tǒng)和負(fù)荷的運(yùn)行起到了重要的