新型混合動態(tài)無功補償器辯析

1、新型混合動態(tài)無功補償器設計者：張敏,徐然,邊文浩,韓偲彬,汪競之,王靜指導教師:尹忠東摘要現(xiàn)配電系統(tǒng)中普遍存在的無功不足、功率因數(shù)過低等問題，由于系統(tǒng)中存在消耗無功功率的電氣設備，在配電網(wǎng)絡中，用戶消耗的無功功率約占 50%,其余的則消耗在配電網(wǎng)中。因此，為 了減少無功功率在網(wǎng)絡中的輸送，在配電網(wǎng)絡中分散的負荷區(qū)進行無功就地補償，則可大大提 高系統(tǒng)功率因數(shù)，減少線路損耗，降低能耗，提高設備利用率。通過分析可知，現(xiàn)有的無功補 償裝置均有各自的缺點，因此在此基礎上提出了一種全新的動態(tài)無功補償技術，有別于常規(guī)的 SVC而是采用固定電容器或者電抗器串聯(lián)逆變器的結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)逆變器的輸出電壓，改變固定電

2、容器上的電壓，實現(xiàn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)無功的目的。以系統(tǒng)無功最小為控制目標設計控制算法，通 過選擇逆變器元件參數(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)功能。利用P SCA肪真軟件建立仿真模型對系統(tǒng)進行仿真，對系統(tǒng)各部分提供無功曲線，補償裝置輸出的無功功率、電壓、電流波形曲線及頻譜圖進行分析 可知此補償裝置無需低通濾波器，注入系統(tǒng)的諧波含量很小，電流失真度小，動態(tài)性能好，逆 變器裝置容量小，且在設計容量范圍內(nèi)能精確的發(fā)出或吸收無功，將補償支路的功率因數(shù)提高 到0.95左右。通過設計和制作原理樣機并掛網(wǎng)運行，可知該無功補償裝置結(jié)構(gòu)簡單，具有一 定的實用價值和可推廣性。關鍵詞 無功補償，功率因數(shù)，逆變器，動態(tài)性能、概述在現(xiàn)代用電企業(yè)中，在數(shù)

3、量眾多、容量大小不等的感性設備連接于電力系統(tǒng)中，以致電網(wǎng) 傳輸功率除有功功率外，還需無功功率。如自然平均功率因數(shù)在0.700. 85之間。企業(yè)消耗電網(wǎng)的無功功率約占消耗有功功率的60%90%，如果把功率因數(shù)提高到0. 95左右，則無功消耗只占有功消耗的 30%左右。由于減少了電網(wǎng)無功功率的輸入，會給用電企業(yè)帶來效益。(1) 節(jié)省企業(yè)電費開支提高功率因數(shù)對企業(yè)的直接經(jīng)濟效益是明顯的，因為國家電價制度中，從合理利用有限電 能出發(fā)，對不同企業(yè)的功率因數(shù)規(guī)定了要求達到的不同數(shù)值，低于規(guī)定的數(shù)值，需要多收電費,高于規(guī)定數(shù)值，可相應地減少電費。可見，提高功率因數(shù)對企業(yè)有著重要的經(jīng)濟意義。(2) 提高設備的

4、利用率對于原有供電設備來講，在同樣有功功率下，因功率因數(shù)的提高，負荷電流減少，因此向負荷傳送功率所經(jīng)過的變壓器、開關和導線等供配電設備都增加了功率儲備，從而滿足了負荷 增長的需要；如果原網(wǎng)絡已趨于過載，由于功率因數(shù)的提高，輸送無功電流的減少，使系統(tǒng)不至 于過載運行，從而發(fā)揮原有設備的潛力；對尚處于設計階段的新建企業(yè)來說則能降低設備容量， 減少投資費用，在一定條件下，改善后的功率因數(shù)可以使所選變壓器容量降低。因此，使用無 功補償不但減少初次投資費用，而且減少了運行后的基本電費。（3）降低系統(tǒng)的能耗由于負荷無功得到就地補償，提高系統(tǒng)功率因數(shù)，使得傳輸線上的電流大大減小，系統(tǒng)只 需要提供有功電流而不

5、需要提供無功電流，線損得到降低，提高傳輸效率。、系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理2.1方案選擇對目前應用較多的幾種無功補償技術進行相互比較分析，從而提出一種新穎的混合動態(tài)無 功補償思路。2.1.1固定電容器補償并聯(lián)電容器是目前最主要的無功補償方法。其主要特點是價格低，效率高，運行成本低， 在保護完善的情況下可靠性也很高。在高壓及中壓系統(tǒng)中主要使用固定連接的并聯(lián)電容器組，而在低壓配電系統(tǒng)中則主要使用 自動控制電容器投切的自動無功補償裝置。自動無功補償裝置的結(jié)構(gòu)則多種多樣形形色色，適 用于各種不同的負荷情況。并聯(lián)電容器的最主要缺點是其對諧波的敏感性。當電網(wǎng)中含有諧波時，電容器的電流會急 劇增大，還會與電網(wǎng)中的感

6、性元件諧振使諧波放大。同時收到自動開關動作速度和次數(shù)的限制,固定電容器補償不能迅速跟蹤符合無功的變化，動態(tài)性能較差。另外，并聯(lián)電容器屬于恒阻抗 元件，在電網(wǎng)電壓下降時其輸出的無功電流也下降，因此不利于電網(wǎng)的無功安全。2.1.2 SVC 補償SVC的全稱是靜止式無功補償裝置，靜止兩個字是與同步調(diào)相機的旋轉(zhuǎn)相對應的。國際大電網(wǎng)會議將 SVC定義為7個子類： 機械投切電容器（MSC 機械投切電抗器（MSR 自飽和電抗器（SRTCRTSCTSR 晶閘管控制電抗器（ 晶閘管投切電容器（ 晶閘管投切電抗器（ 自換向或電網(wǎng)換向轉(zhuǎn)換器（ SCC/LCC根據(jù)以上這些子類，我們可以看出：除調(diào)相機之外，用電感或電容

7、進行無功補償?shù)难b置幾 乎均被定義SVG目前國內(nèi)市場上被宣傳為 SVC的產(chǎn)品主要是晶閘管控制電抗器（TCR和晶閘管投切電容器（TSC。TCR的基本結(jié)構(gòu)包括一組固定并聯(lián)連接在線路中的電容器和一組并聯(lián)連接在線路中用晶閘 管控制的電抗器，通常將電抗器的容量設計成與電容器一樣。由于電抗器是用晶閘管控制的， 其感性無功電流可以變化。當晶閘管關斷時，電抗器沒有電流，而電容器固定連接，因此整套 裝置的補償量最大。當調(diào)節(jié)晶閘管的導通角時，電抗器的感性電流就會抵消一部分電容器電流，-2” _ -=_z=0。因此補償量減少，導通角越大，電抗器的電流越大，補償量就越小。當晶閘管全通時，電抗器 電流就會將電容器電流全部

8、抵消，此時補償量為在TCR中,當晶閘管的導通角小于 90時，電抗器的電流非正弦含有諧波成分，因此必須 將固定電容器組設計成濾波器形式或者配備另外的濾波器。綜上所述，可以看出 TCR的結(jié)構(gòu)復雜，損耗大。但其具有補償量連續(xù)可調(diào)的特點，在高壓 系統(tǒng)中還有應用。2.1.3 STATCOMSTATCO是一種使用IGBT、GTO或者SIT等全控型高速電力電子器件作為開關控制電流的 裝置。其基本工作原理是：通過對系統(tǒng)電參數(shù)的檢測，預測出一個與電源電壓同相位的幅度適當?shù)恼译娏鞑ㄐ?。?系統(tǒng)瞬時電流大于預測電流的時候，STATCOM將大于預測電流的部分吸收進來，儲存在內(nèi)部的儲能電容器中。當系統(tǒng)瞬時電流小于預測

9、電流的時候，STATCOM將儲存在電容器中的能量釋放出來，填補小于預測電流的部分，從而使得補償后的電流變成與電壓同相位的正弦波。根據(jù)STATCOM工作原理，理論上 STATCO可以實現(xiàn)真正的動態(tài)補償，不僅可以應用在感 性負荷場合，還可以應用在容性負荷的場合。并且可以進行諧波濾除，起到濾波器的作用。但 是實際的STATCOI由于技術的原因不可能達到理論要求，而且由于開關操作頻率不夠高等原因，還會向電網(wǎng)輸出諧波。STATCOM勺結(jié)構(gòu)十分復雜，價格昂貴，可靠性差，損耗大，目前仍處于研究試用階段，沒 有實際應用價值。2.1.4新型混合動態(tài)無功補償裝置通過前文所分析的三種補償裝置都有各自的優(yōu)缺點，在此基

10、礎上提出了一種全新的動態(tài)無 功補償技術，有別于常規(guī)的SVC而是采用固定電容器或者電抗器串聯(lián)逆變器的結(jié)構(gòu)，通過調(diào)所示,2-1節(jié)逆變器的輸出電壓，改變固定電容器上的電壓，實現(xiàn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)無功的目的，該補償裝置具有 動態(tài)性能好，逆變器裝置容量小等特點。 新型混合動態(tài)無功補償裝置結(jié)構(gòu)框圖如下圖 圖2-2為新型混合動態(tài)無功補償器主電路圖。-32.1新型混合動態(tài)無功補償裝置結(jié)構(gòu)框圖入 輸Cdc( t、La ZVYV_，卜ZVYL kMiJrvYjL驢ea2_4紹尊筲flS斗尊為fp圖2-2新型無功補償器電路圖2.2仿真模型的建立利用PSCAD!力系統(tǒng)仿真軟件建立仿真模型。2.2.1主電路仿真模型的建立GW世無

11、加卜常上趨上居上舊期2-，Cg2=出-TAY1 0 C01 |H| 卻叫 D priMO.QQ1 IHI 30010 FuFI1 i|H| 卻叫D WlF|1 son 胡 F|mil冬二Eb 一H一匸jj?aDL LB 0 一H一 Ess l*ILoadARefRMSILoadARefRMSiq dq to abcibxADR/IO3LoadBRef RMSILoadBRefRMSc、D|i flOLoadCRef RMSILoadCRefRMS圖2-11 利用DQ及無功檢測環(huán)節(jié)UBusARmS + sTGU instructdel圖2-12指令電壓產(chǎn)生環(huán)節(jié)aURefA*Delay $BCom

12、par- atorC 6000.0LDelay 護Ag2一圖2-13 SPWM交截及生成死區(qū)環(huán)節(jié)圖2-14電壓電流FFT變換環(huán)節(jié)-8*2.3控制算法的分析和研究2-15所示。采用的控制算法是以系統(tǒng)無功最小為控制目標，控制系統(tǒng)框圖如下圖Ua PLLkU RefQRefPIQSam圖2-15電壓指令產(chǎn)生控制框圖根據(jù)系統(tǒng)、新型混合動態(tài)無功補償裝置及負荷間的無功功率平衡關系為:Qsvc +Qsys +QfC =QLoadqfc為固定Qsys為系統(tǒng)提供的無功，QSVC為新型混合動態(tài)無功補償裝置提供的無功,電容器補償無功，QLoad為負荷需要的無功，我們的控制目標是使系統(tǒng)向負荷提供的無功為0，負荷所需無功

13、全部由新型混合動態(tài)無功補償裝置來補償。以Qsys為控制量，給定值設為0,形成閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，最終使Qsys穩(wěn)定為0,此時QSVC + QFC = QLoad裝置投入運行后，逆變器輸出電壓Ea、Eb、Ec與母線電壓UBusA、UBusB、UBusC相位相同，裝置向負荷補償?shù)臒o功主要由電容產(chǎn)生。其大小為:Qsvc =3x(Ubusa Eg 心C-Qfc根據(jù)上式就可以得到逆變器輸出電壓信號幅值大小Ea-112de%具體控制過程為:(a)首先采集母線三相電壓信號和電流信號，用瞬時無功功率理論計算出_2(2-1)12212-732計LcJ(2-2 )(2-3 )(b) Qsys與給定值0的差送入PI調(diào)

14、節(jié)器中進行運算得到需要補償?shù)臒o功量AQ。(C)由也Q計算補償電容上需要的電壓 AU。(d)母線電壓UbusA減去iU得到逆變器輸出電壓 Ea，再根據(jù)鎖相環(huán)得到的逆變器輸出電壓相位信息，通過 SPWM控制得到IGBT的觸發(fā)脈沖信號，最終實現(xiàn)系統(tǒng)無功閉環(huán)控制。2.4仿真結(jié)果及分析a、仿真條件：新型混合動態(tài)無功補償裝置輸出20kVar容性無功。給出系統(tǒng)仿真時域波形圖以及頻域波形圖:圖2-16系統(tǒng)各部分無功曲線圖2-16中的波形一次分別為 QLoad負荷需要的無功、QFC固定電容器輸出無功、Qsvc新型 混合動態(tài)無功補償裝置輸出的無功和Qsys系統(tǒng)提供的無功，由圖2-16我們可以知道，裝置投入運行之后

15、，系統(tǒng)提供的無功基本等于零，負荷需要的無功完全由固定補償電容器和新型無功 補償裝置提供，實現(xiàn)了無功補償?shù)墓δ堋?z_= -= K-* avk Qsys0.20 -0.200.100.00-0.10 -LflIIIiliiilillHI1 Ri1 Iffl IPlll IIIMain :系統(tǒng)側(cè)提供的三相無功功率S 0.800.8500.9000.9501.000圖2-17系統(tǒng)提供無功功率圖2-17給出的是系統(tǒng)提供無功的放大圖，從上圖我們可以清楚的看到，無功波動的范圍在0.05kVar以內(nèi)，可以認為系統(tǒng)提供的無功基本為零，實現(xiàn)了系統(tǒng)提供最小無功的控制目的。20.80 -19.20補償裝置提供的無功

16、20.40 -20.00 -19.60 -00.7500.8000.8500.9000.9501.000 Qsvc0.7(圖2-18補償裝置輸出無功圖2-18給出的是新型無功補償輸出無功放大波形，知道新型無功補償裝置提供的無功功率為20kVar左右。b、仿真條件：新型混合動態(tài)無功補償裝置輸出20kVar感性無功。卜面給出系統(tǒng)仿真時域波形圖以及頻域波形圖:圖2-19 系統(tǒng)各部分無功曲線圖2-19中的波形一次分別為 QLoad負荷需要的無功、QFC固定電容器輸出無功、 Qsvc新型 無功補償裝置輸出的無功和Qsys系統(tǒng)提供的無功，由圖2-19我們可以知道，裝置投入運行之后，系統(tǒng)提供的無功基本等于零

17、，負荷需要的無功完全由固定補償電容器和新型無功補償裝置 提供，實現(xiàn)了無功補償?shù)墓δ堋?0.40Mai n : Graphs Qsys0.400.7500.8000.8500.9000.9501.000AA 1丄/J AA /AvTJ V MVV-V0.300.200.10-0.20-0.300.00y-0.100.71圖 2-20系統(tǒng)提供無功功率圖2-20給出的是系統(tǒng)提供無功的放大圖,從上圖我們可以清楚的看到，無功波動的范圍在0.2kVar以內(nèi)，可以認為系統(tǒng)提供的無功基本為零，實現(xiàn)了系統(tǒng)提供最小無功的控制目的。10圖2-21補償裝置輸出無功圖2-21給出的是新型無功補償輸出無功放大波形,知道新

18、型無功補償裝置提供的無功功率16為20kVar左右。圖2-22新型混合動態(tài)無功補償裝置輸出電流波形-linva11 0.0171237圖2-23新型混合動態(tài)無功補償裝置輸出電流頻譜圖2-22和圖2-23分別給出了裝置輸出的補償電流時域波形圖和頻譜分析圖，從上兩圖可 以得到，補償電流波形非常好，電流失真度 THD小于3%幾乎不會給系統(tǒng)注入諧波電流。由上面的理論分析和仿真分析可以得到，本課題所研究的新型 SVC裝置能夠很好的實現(xiàn)負 荷無功得補償，實現(xiàn)系統(tǒng)無功的最優(yōu)控制， 大大降低系統(tǒng)能耗，提高設備的利用率和傳輸效率， 在補償負荷無功的同時并沒有給系統(tǒng)注入諧波電流，因而本 SVC裝置無需外加濾波器就

19、能很好 的滿足各項指標的要求。三、系統(tǒng)特性及功能實現(xiàn)3.1逆變器容量的確定根據(jù)裝置設計補償容量為20kVA，則逆變器的主電路設計容量也必須大于等于20kVA并作為主電路各主要器件的選型依據(jù)。當負荷需補償無功超過設計容量，再算法中需考慮容量 限制，防止裝置長時間過載?？紤]容量限制后，逆變器參考電流無功檢測的框圖如下。圖3-1考慮容量限制逆變器參考電流檢測框圖iaibici an+i bn+i cn+-18 -3.2功率單元主電路設計考慮中線電流補償要求，電路如圖3-1所示。Li iiEiUdUouO圖3-2單相主電路結(jié)構(gòu)示意圖在功率單元設計中，關鍵的在于電力電子器件的選型及散熱設計。設計已知條件

20、:裝置總?cè)萘縎 ；-功率單元輸出額定電壓為Uoe ； 功率單元直流側(cè)額定電壓為Udc ； 設定最咼開關頻率fs 01 串聯(lián)功率單元數(shù)MM =屁UoeUe(3-1)式中Ue為逆變器所接入的系統(tǒng)電壓等級。以上的計算只考慮了逆變器承受基波下的要求, 由于逆變器在補償時需要發(fā)出相應的補償電壓，因此為防止調(diào)制過程的越限，在設計串聯(lián)數(shù)要 留有足夠的裕量。2逆變器輸出電流Ioe丨-Se1 oeJj3xUe(3-2)3 逆變器直流側(cè)電壓U de功率單兀采用單相半橋構(gòu)成的三相四橋臂，根據(jù)PWM調(diào)制規(guī)律直流電壓可計算如下UoeS.11.15(3-3)其中1.1為直流電壓裕量系數(shù)，1.15為注入零序次諧波后直流電壓

21、利用率提高系數(shù)。由于 諧波補償?shù)囊螅绷麟妷阂M可能留有裕量。因此通常在滿足式（3-3）的前提下，盡可能將充分利用功率器件的耐壓水平。因此，當選擇額定電壓為1700V的IGBT管時，直流電壓可選擇為1000匕IGBT的型號選擇好后還必須根據(jù)實際運行工況對其安全工作區(qū)（SOA）進行驗證。其詳細參數(shù)見參考資料。散熱器選型計算散熱器必須為逆變電路提供良好的散熱條件，因此散熱器的選型非常關鍵。其選擇主要根 據(jù)其電路損耗功率來定，但 IGBT在PW碉制方式下，開關過程比較復雜，很難精確的計算各種 損耗。工程中通常按照經(jīng)驗公式來計算IGBT損耗功率。在逆變器主電路中，功率器件工作在高頻狀態(tài)，器件的開關損

22、耗占全部損耗的絕大部分。 一般廠家會給出各種典型參數(shù)方便計算。IGBT模塊的開關損耗計算如下：PiGBT_sw =4 fswX(Eon + Eoff )(I ,u d J )(3-4)其中：Eon、Eoff根據(jù)實際運行的工況從參考資料中的相應曲線查出。 按照以上計算結(jié)果根據(jù)下式可計算得到選擇散熱器的熱阻為：Tj -Ta心P(3-5)其中：TjIGBT允許的最大結(jié)溫；Ta 環(huán)境溫度；P損耗功率。 直流電容容量計算由于功率單元采用隔離變壓器串聯(lián)，功率單元直流側(cè)可以共用直流電容。直流電容的作用 是穩(wěn)定電壓，理論上電容值越大越有利于電壓的穩(wěn)定，但大電容成本高，體積大，不利于現(xiàn)場應用。工程實踐中確定電容

23、量的主要依據(jù)是直流電壓的低頻脈動率。所需濾波電容量可按工程 經(jīng)驗公式計算：(3-6)為逆變器的最低輸出式中I為逆變器的額定輸出電流有效值，Ud為直流電壓平均值，頻率，a為允許的直流電壓波動峰值的紋波因數(shù)，K是裕量系數(shù)。連接電抗器設計連接電抗器一方面將功率單元與電網(wǎng)隔離，另一方面其漏感可以濾除逆變器輸出電壓中開 關次諧波。為了簡化設計過程，可以將級聯(lián)型逆變器等效為一個三相橋式逆變器。如圖3-2所示，此時變壓器等效為一個連接電感，起到低通濾波器（LPF）的作用，LPF對于逆變器的性能具有決定性的影響。在 LPF的參數(shù)確定前，可以把逆變器與系統(tǒng)相連的部分看成是一個黑匣子， 從而可以根據(jù)巴特沃斯濾波器

24、設計原則進行確定漏感參數(shù)。圖3-3并聯(lián)型逆變器與電網(wǎng)連接的基本結(jié)構(gòu)匚-20 -p1）巴特沃斯低通濾波器的設計按給定的指標設計一個低通濾波器，重點是尋找一個恰當?shù)慕坪瘮?shù)來逼近理想特性。這 種基于不同類似近似函數(shù)的綜合方法，長期以來得到廣泛應用的已有許多，其中具有優(yōu)良性能 的濾波器，如巴特沃斯、切比雪夫和橢圓濾波器。而在這三種濾波器當中，巴特沃斯濾波器在 線形相位、衰減斜率和加載特性三個方面具有特性均衡的優(yōu)點。特別是隨著階數(shù)的增加，濾波 器的衰減斜率會逐步增加，而且具有“最大平坦”的特性。因此在實際使用中，巴特沃斯濾波 器被列為首選。圖3-4巴特沃斯低通濾波器的幅度平方頻率響應所謂巴特沃斯濾波器

25、就是以巴特沃斯近似函數(shù)作為濾波器的系統(tǒng)函數(shù)，該函數(shù)以最高階泰 勒級數(shù)的形式來逼近理想矩形特性，式（3-7）即為其通用模方函數(shù)表達式：1H (訓=晳1+心W丿N=1, 2, 3-(3-7)可見，它的分子等于常數(shù)，分母是 2的多項式，是一個正實常數(shù)，由它導出的系統(tǒng)函數(shù)在 c為截止頻率，名為與通帶衰耗AP物理上是可以實現(xiàn)的。式中 N表示濾波器的階數(shù)是正整數(shù)，有關的參數(shù)，幾為與阻帶衰耗 A有關的參數(shù)，如圖3-4所示，圖中 嘰是截止頻率，也是通帶的 邊界頻率，是阻帶的邊界頻率，所以有：通帶：2 1|H(r+才杠(3-8)阻帶：1 2 1 塚)2-* iiiiiS.:.Jt*-!u 沢忙叮幾兒I兒二翼片L

26、版 , 圖3-11電容支路投入100%輸出附注1:紅色為系統(tǒng)電壓波形350V/格，藍色為輸出電流波形30A/格電浣頻譜530351Q15諧波次數(shù)Td HIT或工圖3-12輸出電流頻譜分析結(jié)果上圖3-11給出的是新型混合動態(tài)無功補償裝置工作在容性額定無功功率輸出時的實驗波 形，其中圖中波形1為系統(tǒng)電壓波形，波形 2為裝置輸出電流波形，電壓波形滯后電流波形90度，從圖中我們可以得到裝置輸出電流波形相對于電感之路工作要差一些。圖3-12給出的是裝置輸出電流頻譜分析柱狀圖，其中橫坐標是各次諧波， 縱坐標是基波及各次諧波相對于基波的百分數(shù)，從FFT分析得到的結(jié)果中也可以清楚地得到，裝置輸出無功補償需要的

27、基波電流分量之外還帶有額外的五、七次諧波，電流失真度也有所增加為THD=5.2%上述諧波增加的原應是由于電容之路工作時相互之間的阻抗發(fā)生變化，使得連接系統(tǒng)地阻 抗變小，導致少量諧波注入系統(tǒng)，但其含量不是很大，可以通過優(yōu)化設計逆變器的濾波器以及 改變控制策略來消除諧波，可以滿足設計要求。333逆變器輸出電壓實驗i匚-21 -30 -” _ -=_z=附注2 :紅色為系統(tǒng)電壓波形350V/格，藍色為逆變器輸出電壓波形350V/格2-圖3-14 電感支路投入10050%輸出突變附注3:紅色為系統(tǒng)電壓波形 350V/格，藍色為逆變器輸出電壓波形350V/格上圖3-13和3-14給出新型混合動態(tài)無功補償

28、裝置感性和容性二分之一容量階越動態(tài)實驗波形，上兩圖中波形 1為系統(tǒng)電壓波形，波形2為裝置輸出電壓波形，從上兩圖中我們可以清楚地看到裝置具有非?？焖俚膭討B(tài)響應過程，裝置從滿載突變二分之一容量的動態(tài)相應時 間不到1/4個工頻周期，表明裝置能夠及時跟蹤負荷變化，并且在裝置輸出容量突變過程中對 系統(tǒng)電壓基本沒有影響。圖3-15補償前后功率因數(shù)曲線上圖3-15給出的是新型混合動態(tài)無功補償裝置投運前后補償支路功率因數(shù)變化曲線，上圖參數(shù)曲線是通過測量儀器采用TOP AS200電能質(zhì)量分析儀得到的，其中圖中上面曲線為補償之后的功率因數(shù)曲線，下面的曲線給出的補償之前的功率因數(shù)曲線，表明在裝置投入之后確實能 夠?qū)?/p>

29、補償支路的功率因數(shù)提高到0.95左右，達到補償負荷無功功率的目的。從上述仿真分析和實驗分析表明，本新型混合動態(tài)無功補償裝置具有良好的性能，在設計容量范圍能能夠精確的補償負荷無功，從而保證補償支路的功率因數(shù)接近為1,給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益，并大大減小電力系統(tǒng)傳輸線路中的損耗，提高低壓配電系統(tǒng)運行的效率和可靠 性。四、總結(jié)我們研究的新型混合動態(tài)無功補償器主電路拓撲結(jié)構(gòu)，既能實現(xiàn)發(fā)出無功，也能吸收無功,20kVar /380V的原理樣機，掛且與傳統(tǒng)SVC相比不需要低通濾波器，與 STATCOMI比具有器件承受電壓應力小、工作容量小 的特點，其控制策略簡單易行。在P SCAD/EMTD仿真環(huán)境下，建

30、立了系統(tǒng)仿真模型，通過仿真 分析驗證了理論分析的正確性，最后通過設計和制作了一套 網(wǎng)運行，效果良好。我們提出的新型無功補償裝置能自動跟蹤系統(tǒng)無功大小，動態(tài)的發(fā)出和吸收無功，具有以 下特點：(1) 新型SVC補償器能夠在較大范圍內(nèi)補償動態(tài)負荷無功，具有補償容量小，逆變器工作 容量小，動態(tài)調(diào)節(jié)范圍寬；(2) 逆變器采用高頻 SPW控制，具有輸出電壓失真度小，注入系統(tǒng)諧波電流??；(3) 仿真和實驗結(jié)果表明本裝置能夠?qū)討B(tài)負荷進行很好的補償，保證節(jié)點電壓在短時間 內(nèi)得到補償，提高節(jié)點電壓穩(wěn)定參考文獻:1 電網(wǎng)技術，1999,(07).周群，張益,黃家裕.靜止無功補償器對提高陽城送電穩(wěn)定水平 的研究J電網(wǎng)技術，1999,(08).2 顧曉榮，方勇杰，薛禹勝.柔性交流輸電系統(tǒng)穩(wěn)定控制綜述J電力系統(tǒng)自動化，1999,(12)3 陳賢明，許和平，王小紅，王彤，田杰. 500kvar靜止無功發(fā)生器的研制J電力系統(tǒng)自動化，2001,(24).4 黃振宇，刁勤華，倪以信，陳壽孫.統(tǒng)一潮流控制器的控制系統(tǒng)分析及控制策略