【正文】 定的。 電力系統(tǒng)的無功負(fù)荷 (1) 異步電動(dòng)機(jī)。同步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：①可在功率因數(shù)超前的方式下運(yùn)行，輸出無功功率；②當(dāng)電網(wǎng)頻率不變時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速恒定，且轉(zhuǎn)速與負(fù)載情況無功；③如果采用強(qiáng)行勵(lì)磁，可提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(3) 同步電動(dòng)機(jī)。同步調(diào)相機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子間的空隙比一般同步電動(dòng)機(jī)小很多，軸的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，強(qiáng)度要求也比較低。它能在過勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，向系統(tǒng)供給感性無功功率，起無功電源的作用；在欠勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，從系統(tǒng)吸取感性無功功率，起無功負(fù)荷的作用。(2) 同步調(diào)相機(jī)。同步發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，以滯后功率因數(shù)運(yùn)行為主，即向系統(tǒng)提供無功功率。但是，發(fā)電機(jī)應(yīng)嚴(yán)格地按照有功功率—無功功率(PQ)極限曲線運(yùn)行，不得越出曲線范圍。同步發(fā)電機(jī)在過勵(lì)磁和欠勵(lì)磁時(shí)可以分別發(fā)出或吸收無功功率。從系統(tǒng)觀點(diǎn)來看，它的容量最大，調(diào)節(jié)也最方便。(1) 同步發(fā)電機(jī)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已定，輸送有功功率一定時(shí)，總的功率損耗完全決定于無功功率的大小。 無功功率對(duì)線損的影響 無功電源的分布、無功功率的傳輸以及無功功率的管理，直接影響線路的損耗和電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。如果無功電源容量不足，負(fù)荷的端電壓就會(huì)降低。否則，電壓就會(huì)偏離額定值。電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)有充足的無功電源。一般電壓的允許變化范圍為(+5%～10%)UN。這些設(shè)備在額定電壓下運(yùn)行時(shí)，才能取得最佳的運(yùn)行狀態(tài)。電壓時(shí)電能質(zhì)量的主要指標(biāo)之一，電壓質(zhì)量對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，降低線路損耗和保證工農(nóng)業(yè)的安全生產(chǎn)有著重要意義。(2) 無功功率對(duì)電壓質(zhì)量的影響。另外，電能在電力網(wǎng)中傳輸時(shí)，要損失掉部分有功功率和無功功率。如果發(fā)電機(jī)有足夠的無功功率備用，系統(tǒng)的無功電源比較充足，就能滿足較高電壓質(zhì)量下無功功率平衡的需要，系統(tǒng)就有較高質(zhì)量的運(yùn)行電壓水平。 無功功率對(duì)電壓的影響 (1) 無功功率平衡水平對(duì)電壓水平的影響。當(dāng)有功功率一定時(shí)，無功功率越大，則網(wǎng)絡(luò)中的有功功率損耗就越大。 無功功率對(duì)有功功率的影響輸電線路的主要任務(wù)是輸送有功功率，而為了實(shí)現(xiàn)有功功率的傳輸和電網(wǎng)無功功率的平衡，一般也需要輸送一定量的無功功率。 無功功率對(duì)電力系統(tǒng)的影響電力系統(tǒng)中的無功功率主要用于電路內(nèi)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，并用來在電氣設(shè)備中建立和維持磁場(chǎng)，完成電磁能量的相互轉(zhuǎn)換，不對(duì)外做功，為系統(tǒng)提供電壓支撐，在電源和負(fù)荷之間提供電壓降落所需的勢(shì)能。這兩種裝置統(tǒng)稱為靜止無功補(bǔ)償器SVC，這是由于它們均使用電力電子開關(guān)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的開關(guān)接入系統(tǒng)。至于動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)，作為較為先進(jìn)的補(bǔ)償手段目前它們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的廣泛應(yīng)用。原因在于，為控制潮流而改變串聯(lián)電容的容抗投切電容器組，而頻繁地投切相應(yīng)的開關(guān)電器必然伴隨機(jī)械磨損，即使不引發(fā)事故，也將要求開關(guān)電器經(jīng)常維修，這就限制了串聯(lián)電容的推廣。 無功功率還有很多作用，如保持電網(wǎng)的穩(wěn)定問題等等，鑒于此很有必要對(duì)無功功率補(bǔ)償進(jìn)一步的探索。以一輸電線路的等值電路如圖1. 3為例： 等值電路由電力系統(tǒng)知識(shí)，電能在阻抗R+jX的損耗，近似為 (11) 所以在輸送有功功率一定時(shí)，減少輸送的無功功率Q可以減少電能損耗。無功功率與電壓的關(guān)系可以有如下解釋：在環(huán)網(wǎng)中串入一附加電勢(shì)，以表示環(huán)網(wǎng)各線路阻抗和，表示縱向附加電勢(shì)，相位與電壓一致，表示橫向附加電勢(shì)，其相位與電壓差，改變無功功率主要是改變電壓的大小。無功功率補(bǔ)償之所以受到廣泛關(guān)注的原因主要是無功功率在電力系統(tǒng)中的重要作用1]決定的。對(duì)電力系統(tǒng)中的無功補(bǔ)償技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了展望。并簡(jiǎn)要介紹了晶閘管相控電抗器型（TCR），晶閘管投切電容器型（TSC），TCR+TSC混合型以及可控飽和電抗器的工作原理及應(yīng)用。本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文)題目：電力系統(tǒng)靜態(tài)無功補(bǔ)償系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真教學(xué)單位 電氣信息工程學(xué)院姓 名 薛寶星 學(xué) 號(hào) 201031001136 年 級(jí) 2010級(jí) 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師 邵仕泉 職 稱 副教授 2014 年 3 月20日摘 要文章介紹了電力系統(tǒng)無功功率補(bǔ)償?shù)脑砼c應(yīng)用，其中重點(diǎn)介紹了目前在電力系統(tǒng)中廣泛采用的各種靜態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置的原理及功能。其中主要包括兩大類，電容器、電抗器無功補(bǔ)償?shù)幕驹砑办o止無功補(bǔ)償器的基本原理，分析其代表性的并聯(lián)電容補(bǔ)償方式。用Matlab對(duì)TCR型無功補(bǔ)償進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。關(guān)鍵詞: 靜止無功補(bǔ)償裝置，TCR，TSC，MatlabⅠAbstractThis paper introduces the principle and application of reactive power pensation of power system, the importance of which is to introduce the principle and function of all kinds of static reactive power pensation devises which are widely applied in power system and which mainly include two categories, the basic principle of reactive power pensation capacitor, reactor and the basic principle of static reactive power pensator，analyzes the typical parallel capacitor pensation introduces the principle and application of Thyristor control reactor(TCR), Thyristor switched capacitor(TSC), the hybrid of TCR and TSC and controllable a simulation of TCR type reactor power pensation by Matlab and the future of power system is mainly focus on the reactor power pensation technique.Key word: Static Var Compensator ,TCR, TSC, MatlabⅡ目錄第一章 引言…………………………………………………………………1 無功功率在電網(wǎng)中的作用……………………………………………………………………1 無功功率對(duì)電力系統(tǒng)的影響…………………………………………………………………3 無功功率對(duì)有功功率的影響………………………………………………………….. 3 無功功率對(duì)電壓的影響……………………………………………………………….. 3 無功功率對(duì)線損的影響……………………………………………………………….. 4 無功系統(tǒng)無功電源與無功負(fù)荷………………………………………………………………4 電力系統(tǒng)的無功電源………………………………………………………………….. 4 電力系統(tǒng)的無功負(fù)荷………………………………………………………………….. 5 無功功率補(bǔ)償…………………………………………………………………………………..6 無功補(bǔ)償?shù)淖饔谩?. 6 無功補(bǔ)償裝置…………………………………………………………………………...7第二章 靜態(tài)無功補(bǔ)償………………………………………………………..8 并聯(lián)電容器…………………………………………………………………………………….8 …………………………………………………….9 ………………………………………………….....11 并聯(lián)電容器補(bǔ)償容量的確定…………………………………………………………13 并聯(lián)電抗器…………………………………………………………………………………… 15 并聯(lián)電抗器在電力系統(tǒng)中的作用……………………………………………………15 并聯(lián)電抗器裝置容量的計(jì)算…………………………………………………………16第三章 靜止無功補(bǔ)償器……………………………………………………..18 靜止無功補(bǔ)償器的概念…………………………………………………………….…..……...18 SVC的類型……………………………………………………………………………………..19 晶閘管可控電抗器（TCR）………………………………………………………………......19 晶閘管投切電容器（TSC）…………………………………………………………………...20 晶閘管投切電容器的基本原理……………………………………………………….20 晶閘管投切電容器的投切時(shí)間……………………………………………………….21 可控飽和電抗器……………………………………………………………………………......23 可控飽和電抗器的工作狀態(tài)………………………………………………………….23 可控飽和電抗器的補(bǔ)償原理………………………………………………………….24 可控飽和電抗器的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)……………………………………………………….25第四章 無功補(bǔ)償裝置的仿真………………………………………………..26 仿真的原理………………………………….............................................................................26 仿真圖概述…………………………………….........................................................................26 仿真結(jié)果及分析……………………………………………………………………………….34結(jié)束語……………………………………………………………………………………………………...36參考文獻(xiàn)……………………………………...............................................................................................37致謝……………………………………………………………………………………………………… ..38Ⅰ 第一章 引言 無功功率在電網(wǎng)中作用無功功率補(bǔ)償是保持電力系統(tǒng)高質(zhì)量運(yùn)行的一種重要技術(shù)手段，同時(shí)是電力系統(tǒng)研究面臨的重要課題，受到相關(guān)人員越來越多的的關(guān)注。無功功率的主要作用體現(xiàn)在：(1) 由于電壓時(shí)衡量供電質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，無功功率平衡可以穩(wěn)定電網(wǎng)的電壓，防止因無功不足引起的電網(wǎng)電壓波動(dòng)。 無功功率與電壓相量(2) 減少電網(wǎng)中無功功率的流動(dòng)可以減少因其而引起的電能損耗。(3) 無功功率可以提高功率因數(shù)，不僅有上述節(jié)能的作用，還可避免增大設(shè)備的容量。以下就以無功功率為研究出發(fā)點(diǎn)，再較為詳細(xì)介紹靜態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)]，其中包括并聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器，串聯(lián)電容器，串聯(lián)電抗器等等，其中串聯(lián)電抗器由于原理上的缺陷即導(dǎo)致靜態(tài)穩(wěn)定極限減小，對(duì)電網(wǎng)不利，沒有廣泛采用，而串聯(lián)電容器只是在高壓輸電系統(tǒng)中為提高穩(wěn)定性，或在中壓配電系統(tǒng)中位改善電壓質(zhì)量，有一