靜止無功補償器的設計綜述

1、隨著我國工業(yè)化程度的加快，越來越多的大型無功設備用在工業(yè)現場，在這些機器使用的時候不僅消耗大量的無功功率，而且會產生大量的諧波污染電網。為了治理這些諧波污染，必須對系統(tǒng)進行無功補償，無功補償不僅可以穩(wěn)定電壓，消除諧波。而且還可以節(jié)約電能，這對能源匱乏的現實社會來說具有深遠的意義。本文主要做了一下幾個方面的工作：(1)介紹無功電源的種類，闡明了電力無功補償的原理及作用。(2)列舉了靜止無功補償器的種類及其各自的優(yōu)缺點，分析TC也靜止無功補償器的工作原理，為TCRffi關參數的確定提供理論依據。(3)完成了TCRSSVC勺晶閘管控制電抗器部分和并聯電容器組部分的相關參數計算，為后面的仿真模塊提供數

2、據依據。(4)采用MATLAB1力系統(tǒng)仿真軟件，建立SVC仿真模型并進行仿真與研究。驗證所設計的靜止無功補償器的無功補償效果。關鍵詞：無功補償，FC+TCR仿真ABSTRACKPowerisanimportantenergy,itisveryimportantinourlives.WiththeindustrializationdevelopingofChina,moreandmorelargereactivepowermachinesbeusedinindustrialfields.Besidethesemachinesnotonlyconsumealargeamountofreactive

3、power,butalsoItwillgeneratealotofharmonicpollutiongrid.Inordertocontroltheseharmonicpollution,havetoreactivepowercompensationsystemcannotonlystabilizethevoltagereactivepowercompensation,harmoniccancellation.Butalsocansaveenergy,whichhasfar-reachingimplicationsforthesocialrealityofenergyshortages.The

4、Bachelor'sThesisdonethesefollowingwork:(1)Describesthetypesofreactivepower,ExplanationtherulerofReactivepowercompensation.(2)ShowthekindsofReactivepowercompensator,ProsandCons.(3)CalculatetheseparametersofTCRandFC.ProvidethebasisfortheSimulation.(4)usingMATLABsoftwaretobuildsimulationmodelsforPo

5、wersystem.Keywords:ReactivepowercompensationFC+TCRSimulation摘要1ABSTRACK21緒論11.1 論文研究的背景及意義11.2 靜止無功補償器的發(fā)展概況21.3 本文所涉及到的研究內容22無功補償的介紹42.1 無功補償的原理及作用42.2 無功補償裝置的分類42.2.1 運動裝置42.2.2 靜止裝置42.2.3 靜止無功補償器53靜止無功補償的原理及分類63.1 靜止無功補償器的簡介63.2 靜止無功補償器的原理及應用63.3 SVC的分類73.3.1 自飽和型電抗器型73.3.2 晶閘管控制電抗器83.3.3 晶閘管投切電容器

6、型93.3.4 晶閘管控制高漏抗變壓器104FC+TCR的參數計算及實例運用114.1 有關參數的計算114.1.1 關于TCR支路的有關計算114.1.2 關于FC支路的計算144.2 具體工程實例的運用164.2.1 工程背景164.2.2 FC支路的設計164.2.3 TCR支路的設計185系統(tǒng)仿真設計與分析205.1 系統(tǒng)模塊的搭建205.1.1 FC部分仿真模塊搭建205.1.2 TCR模塊205.1.3 整體搭建框架215.2 仿真結果及分析22總結24參考文獻25答謝26271緒論1.1 論文研究的背景及意義電能的質量，指的是電能的電壓，頻率及波形等，隨著工業(yè)化程度的發(fā)展，越來越

7、多的大型設備被用在工業(yè)現場，由此而帶來的是對電能的污染：設備投入、切除對電網的沖擊引起電網波形畸變，電壓波動，電壓閃變以及三相電壓不平衡等。這些影響不但會造成某些用戶無法正常用電，而且會對精密儀器造成損害，如果不對這些電能進行治理，很明顯將會造成電網無法運行。對電能進行治理要涉及到無功補償以及諧波抑制等方面的問題，無功補償的研究伴隨著交流輸電的發(fā)展也同樣在發(fā)展中。在電網中，主要的負荷都是以感性負荷為主，如工業(yè)中應用最為廣泛的電動機、變電站的變壓器以及壓縮機等等，這些感性無功設備在運行中要消耗大量的無功功率，由此要對電網進行無功補償。早期的無功補償是以固定的無功補償裝置為主，如并聯電容器組，同步

8、發(fā)電機，這些無功發(fā)生設備在一定程度上可以進行無功補償，但對電能質量要求越來越高的現代社會，這些設備因為自身的缺陷而無法滿足電力系統(tǒng)無功補償的要求，如并聯電容器組投切速度慢，無法快速跟蹤負荷的變化，同步發(fā)電機噪聲大。隨著電力電子器件和相關領域學科的的發(fā)展，用電力電子開關去根據負荷的變化來投切無功補償裝置，不僅做到能對負荷變化快速響應，而且對負荷的調整也將更加快速平滑，這樣對電力系統(tǒng)的沖擊就大大降低了。在上文中提到的利用電力電子器件對系統(tǒng)的無功進行調整就是本課題所要研究的課題。課題所要研究的就是靜止無功補償器。靜止無功補償器是指專門用電力電子器件的進行無功補償的設備。1.2 靜止無功補償器的發(fā)展概

9、況無功補償是關系到國民經濟，國家電能安全的大事，在各種節(jié)能的方法中，無疑無功補償是最行之有效的方法，因此我國在很早的時候就將無功補償上升到法規(guī)、政策的高度，規(guī)定很多用電用戶必須自己治理自己的無功，對于那些無功大用戶，規(guī)定如果功率因數超出了一定值，將不予并網。在國內，以前大多數用的是并聯電容器，自1980年以來，我國已開始投入資金和人力對靜止無功補償器進行研發(fā)，目前我國靜止無功補償主要用在樞紐變電站和某些比較重要的大型企業(yè)。大多數中小型企業(yè)用的還是傳統(tǒng)的無功補償器，一方面這些企業(yè)對電能質量的要求不是很高，另一方面也是由于靜止無功補償器造價昂貴，維修維護設備比較困難。對于現在在無功補償裝置也有很大

10、的缺點，因為在和其一起匹配用的原件中有大量的滯后性原件，如大電感大電容。隨著電力電子器件的進一步發(fā)展，近年來出現了高級靜止無功補償器，與以前的“TCR+FC”型相比，它采用了PWM等技術后，極大的提高了它的補償速度和應用范圍，它基于瞬時無功功率的原理，采用的是全控型器件組成自換相交流器，很大一方面它所用的電感和電容小，這將使裝置的體積和成本大大的降低?？v觀以后的發(fā)展，無功補償技術將會得到更大的發(fā)展，應用范圍將會越來越廣泛。這必將對國家的經濟發(fā)展做出巨大的貢獻。1.3 本文所涉及到的研究內容本論文針對SVC進入了深入的計算和研究，給出了有關的參數的計算方法，并結合工程實例構造出在MATLAB中對

11、于該系統(tǒng)的仿真模塊。本論文主要做了以下幾方面的內容：(1)第二章介紹無功補償的作用及無功補償的分類和他們各自的優(yōu)缺點。(2)第三章介紹靜止無功補償的原理及靜止無功補償器的分類和對比它們各自的優(yōu)缺點，以便決定最終選擇那一種SVC最為代表去展開后文的研究計算。(3)第四章具體分析了FC+TCR型的SVC各支路參數的計算，為下一步的具體工程實例的計算提供依據。以云南省某鋼鐵廠為例，根據收集到該企業(yè)的參數，根據上文所給出的計算方式，給該企業(yè)制定出一套比較合理的無功補償方案。(4)第五章采用MATLAB仿真軟件，利用第四章計算出來的參數對系統(tǒng)進行建模仿真研究，驗證方案的可行性。(5)第六章總結、致謝。2

12、無功補償的介紹2.1 無功補償的原理及作用無功功率對系統(tǒng)有著非常重要的作用，系統(tǒng)中能夠產生無功功率的裝置有同步發(fā)電機。根據1=二一，系統(tǒng)輸送的有功功率為定值，如果功率因.3Ucos_i素過小，系統(tǒng)的電流就會很大，造成電路上的電能損失。根據P=Scosr,視在功率不變的情況下，功率因數越大，輸送的有功就越多。由線路的電壓損失AU=PRUW,可以看出當增加無功補償裝置，減少線路輸送的無功功率Q,可以減少線損。2.2 無功補償裝置的分類2.2.1 運動裝置同步調相機（synchronouscompensateT,運行于電動機狀態(tài)，不帶機械負載也不帶原動機，只向電力系統(tǒng)提供或吸收無功功率的同步電機。又

13、稱同步補償機。原理：由于同步電機處在過勵狀態(tài)時，可以從電網汲取相位超前于電壓的電流，從而改善電網的功率因數，因此在過去的生產實際中，除選用一部分同步電動機外，還在電網的受電端裝設一些同步調相機，用于改善電網的功率因數。2.2.2 靜止裝置機械投切電容器（MCS）,它是通過電容器的組合，改變其容性等級的大小，理論上可以調節(jié)任意大小的無功量。由于電容器室成組的投切，所以它不能連續(xù)調節(jié)。在投切的時候使用的是斷路器，所以它對系統(tǒng)負荷的反應速度比較慢，不能實時跟蹤電力負荷的變化。雖然它是一種傳統(tǒng)的補償方式，但其由于便宜，維護容易，所以其現在仍廣泛應用于電力系統(tǒng)中。2.2.3 靜止無功補償器靜止無功補償器

14、（SVC是一種沒有旋轉部件，快速、平滑可控的動態(tài)無功功率補償裝置。它是將可控的電抗器和電力電容器（固定或分組投切）并聯使用。電容器組可發(fā)出容性的無功功率，相應的可控電抗器組則吸收這些容性無功功率。這樣我們就可以通過對電抗器進行調節(jié)，可以使整個裝置平滑地從發(fā)出無功功率改變到吸收無功功率（或反向進行），并且響應快速。3靜止無功補償的原理及分類3.1 靜止無功補償器的簡介靜止無功補償器（StaticVarCompensate，它一般由電容器和電抗器組成，由晶閘管控裝置時輸入或輸出無功功率。由于它是由電子器件控制的，電子器件的一個重要特點是開關速度快，所以由電力電子器件控制的SVC響應速度快，而且電力

15、電子器件無觸點，所以調節(jié)安全，能實時對電力系統(tǒng)進行跟蹤補償，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，安全。3.2 靜止無功補償器的原理及應用靜止無功補償器是一種沒有旋轉部件，快速、平滑可控的動態(tài)無功功率補償裝置。它是將可控的電抗器和電力電容器（固定或分組投切）并聯使用。電容器可發(fā)出無功功率（容性的），可控電抗器可吸收無功功率（感性的）。通過對電抗器進行調節(jié)，可以使整個裝置平滑地從發(fā)出無功功率改變到吸收無功功率（或反向進行），并且響應快速。靜止無功補償器（SVC）于上世紀中葉開始興起，經過半個多世紀技術的攻克各種半導體型器件的發(fā)展，靜止無功補償技術在相關領域的應用已經非常成熟，在電力系統(tǒng)無功補償中的應用也是非常廣泛

16、的。在電網中廣泛應用的無功補償裝置有TSC和TCR,即晶閘管投切電容器、晶閘管控制電抗器。I nJ5圖2晶閘管投切電容器 （TSC）圖1晶閘管控制電抗器（TCR靜止同步無功補償器是目前技術最為先進的無功補償裝置。與傳統(tǒng)的無功補償技術不同，靜止無功補償裝置中沒有大容量的電容器，也沒有大容量的電抗器。它產生的無功功率的原理是用開斷速度很快的半導體電力電子器件去控制電容或者電感切入系統(tǒng)中的無功，因為現在的電力電子器件的耐壓力很高，所以靜止無功補償技術也廣泛應用于中高壓中，其相應速度快，能快速跟蹤系統(tǒng)無功的變化進而進行補償。3.3 SVC的分類（圖3 SR型SVC原理圖）3.3.1 自飽和型電抗器型自

17、飽和型電抗器（SaturatedReactoT分為自飽和型和可控飽和型兩種，其結構如右圖所示：自飽和型SVR利用自身鐵芯的自飽和特性來控制電抗器的電流的大小，和電容器一起來決定裝置輸出還是吸收無功功率?？煽仫柡托蚐VR利用可調電感，改變通過電感的電流,這樣就可以改變裝置時輸出還是吸收無功功率SR型補償器具有內在的電壓控制能力，它直接響應端電壓的變化而無需采用晶閘管開關或外部控制來調節(jié)電壓。在應用于超高壓系統(tǒng)時，SR型補償器通過耦合變壓器連接到輸電系統(tǒng)母線上。由于SR型補償器采用鐵芯結構，因此具有內在的能夠承受3s4pu過電流的能力，這使得它非常適合于控制短時的過電壓。但是，SR的過負荷能力可能

18、會受到斜率校正電容器的限制，盡管可以在嚴重過電壓時采用火花間隙來旁路斜率校正電容器，但這是以犧牲過電壓調節(jié)特性為代價的。斜率校正電容器的飽和電抗器是所有商用SVC中速度最快的，斜率校正電容器使其響應變慢，總的響應時間在1.5s2個周期，這個響應時間與晶閘管控制電抗器(TCR)相當。與TSC相比，SR損耗更大。由于SR得高強度磁滯伸縮噪聲，使它常常被安裝在很厚地包裹起來的地方。除了保護用火花間隙和帶負荷分接頭切換開關，飽和電抗器是一種非?？煽康脑O備，因此通常用在：控制電壓的大幅偏移；緩解電壓閃變；在直流輸電終端進行無功補償。SR型補償器不能加外部控制，因而不具備提高交流系統(tǒng)阻尼，從而改善交流系統(tǒng)

19、穩(wěn)定性的能力。優(yōu)點：1、接線簡單；2、占地面積??；缺點：1、動態(tài)響應速度慢(200300ms);2、由于鐵芯工作在磁飽和區(qū)域，故損耗很大；3、運行噪音大，振動大；無功控制范圍?。?、不具備治理閃變及抑制電壓波動的能力；5、不僅產生整流特征諧波還產生變壓器飽和諧波。3.3.2 晶閘管控制電抗器1晶閘管控制電抗器(ThyristorControlledReactor)型寧u(t)SVC主要由三部分構成：FC濾波器、TCR晶閘管控制電又太抗器和控制保護系統(tǒng)。FC濾波器用于提供容性無功功率補償及諧波濾波，TCR晶閘管控制電抗器用于平衡系(圖4晶閘管控制電抗器)統(tǒng)中由于負載的波動所產生的感性無功功率。通

20、過調節(jié)晶閘管觸發(fā)角的大小，控制流過電抗器的電流達到控制無功功率的目的。根據負荷無功功率的變化情況，改變電抗器的無功功率(感性無功功率)。即不管負載怎樣變化，總要保持電力系統(tǒng)的無功平衡，與電網的無功交換為零。這樣，即使負載發(fā)生波動，經過短暫的調整，整個系統(tǒng)能恢復平衡，電力系統(tǒng)的功率因素始終保持在一個較為理想的值，電壓也將保持在某一固定值，無疑這對對上一級的電網的影響是非常小的。優(yōu)點：1、能夠快速響應系統(tǒng)，快速補償無功功率。2、既能夠吸收又能夠發(fā)出無功功率；3、功耗少，噪聲低，諧波吸收能力小。缺點：1、維護經費，人員投入多；2、不能直接接在超高壓電網上。3、自身產生諧波，需要加濾波裝置予以克服。3

21、.3.2晶閘管投切電容器型晶閘管投切電容器型（ThyristorSwitchedCapacitor）WAL型SVC通過檢測到兩個反并聯電容器兩端的電壓，他們兩端的電壓過零的時候，將裝置投入系統(tǒng)中。由此我們可以由）¥水看出TSC型SVC只通過調節(jié)電容器便可實現對系統(tǒng)的無士C功補償，如果分級足夠多的話，那么基本上就可以實現對系統(tǒng)的平滑的調節(jié)，但是這樣就必須對每一級都加（圖5晶閘管投切電容器）上晶閘管，無疑這樣做的成本將是非常巨大的，在現場工業(yè)環(huán)境中，常常是運用TCR+TSC+FC這種模式對系統(tǒng)進行調節(jié)，兩種結構各自發(fā)揮自身的優(yōu)勢，可以解決很多現實中的問題。優(yōu)點：1、控制靈活，功耗少，噪聲

22、少；2、能夠對無功功率進行快速深度的補償3、自身不產生諧波。缺點：1、響應時間長，且自身無吸收諧波的能力；2、簡單的TSC并不能實現平滑的調節(jié)，要實現平滑調節(jié)則它的投入就很大；3、運行維護比較復雜。3.3.2晶閘管控制高漏抗變壓器晶閘管控制高漏抗變壓器(Thyristor-nj|廠至生1-Controlledtransformer)又名晶閘管控制變壓|工1pq器，它是由晶閘管控制的高漏抗變壓器，它|覃j|!I的低壓側接的是兩個反并聯的晶閘管，通過，MTTCT曼5VC喙理田控制晶閘管的導通角就能控制裝置輸出無功功(圖6晶閘管控制高漏抗變壓器)的多少。當TCT的阻抗電壓達到1時，SCR工作在全短路

23、狀態(tài)，止匕時TCT的容量為額定容量Sn。當SCR中的晶閘管的導通角在900180。之間變化tct的輸出容量則在最大值和零之間波動。優(yōu)點：可靠性高，成本相對來說比較低。承載負荷能力較強，可以直接接在高壓線路上。缺點：噪聲大，功耗大，反應緩慢。在本文中意FC+TCR型的SVC為例去進行設計。4FC+TCR的參數計算及實例運用4.1 有關參數的計算系統(tǒng)示意圖如下所示:SVC4.1.1 關于TC&路的有關計算TCR支路如圖所示：圖示為單相的TCR,它由兩個反并聯的晶閘管和一個電抗組成，該裝置只需要調節(jié)晶閘管的觸發(fā)角，就可以調節(jié)其中通過的電流，從而改變電抗的等效電抗值。假設加在TCR兩端的電壓時

24、標準的正選電壓，即u(t)=sin(t);(圖7TCR支路)晶閘管的觸發(fā)角口三，n)，當時，兩個反并聯的晶閘管完全打開，通過L的電流最大；當a=五時，兩個反并聯的晶閘管完全關閉，L中則無電流通過。在實際中，電感部分的電阻往往很小，在計算中可以忽略不計，故通過L的電流為:L=Vmsint（4-1）dt其中：L為裝置中串聯的電感值，為電壓的最大值，仍為角頻率，t為時間。由上式可得：dil=1Vmsin,.tdt積分可得：ilVmsincctdot=Vmbosacosot（4-2）L：L令上式為零，得到“=2，由此可見，當口=2冗2時電流回到零點因此它的導通角=2（兀-口）；由（4-2）式子可以看出

25、，電流已經不是標準的正弦信號，要對它進行分析，就必須對其進行傅里葉變換，對該式子進行傅里葉分解，得到各次諧波電流分量的幅值和3的關系式為：4Um sin： cosh： - hsin hd icos：二Xlh h2 -1,h =2k 1,k =1,2,3.(4-3)經查資料得到產生諧波最多的是3、5、7、9、11等。但這些諧波的幅值隨著階次的遞增，快速的減小，當到了13諧波次以后，諧波分量已經相當小了，大概占到系統(tǒng)的0.78%。所以11次以后的諧波可以忽略不計，在設計濾波電路時只需考慮幅值較大的諧波分量則可?；ǚ至康姆担篒=2個邛iLcostd®t=_Vm（Psin）（4-4）X1

26、由此可以計算出，當Il1=0時，p=0,此時因為沒有電流流過電抗，所以可以當做把電抗從裝置中切除；當時，Il1=-Vm,在這種情況下，投Xl入裝置的電抗值便是最大的。因此導通角的變化范圍B50，冗）。因為X=%，所以TCR裝置的等效電抗治=%="%一麗0）（4-5）因為P是由“決定的，所以可以根據（4-4）式可以得出這樣的結論：只需要改變觸發(fā)角口的大小，就可以改變TCR支路投入到系統(tǒng)中的電抗值的大小。TCR從系統(tǒng)中吸收的無功功率(4-6)在實際系統(tǒng)中運行的TCR模型并非只是單相的，大多數運用到TCR的場合都是三相的，具模型一般如右圖所示:圖中電抗器之所以分為兩部分分%3一乂TCR支路

27、示意圖別在晶閘管兩端，是因為如果其中一個晶閘管故障后，因為有電感的作用，所以不至于電流過大損壞另外一個晶閘管。最大無功波動：（圖8三相TC股路）；：QmaQm(4-7)其中，Qmax為負載的最大無功負荷，Q0為負載無功功率疊加后的值主電抗的計算:主電抗器的容量(4-8)Qz=1.1Qmax-VpSmin其中&VP為電網公共連接點所允許的最大電壓波動值，Smin是電網公共連接點在最小運行方式下的短路容量因為TCR支路的電抗是受晶閘管所控制的，所以它的電抗值與觸發(fā)角有關。根據(4-8)式有3U2Qz X-sin:所以2-sin:3UQz(B)=立人(4-9)式子中P=2(n-a)；把(4-

28、9)式換算成關于的關系式：2組;但包(4-10)二Xl式中的取值范圍為105：165口)，當口取105.時，電抗器投入到系統(tǒng)中的量是最大的，此時應該保證它等于Qz,即(4-11)Qz105=1.1Qmax-VpSminQa = 1.48Qz由(4-11)式、(4-12)式可得(4-12)4.1.2關于FC支路的計算對于SVC的FC部分，它的作用主要是濾波以及和TCR中的電抗器相互配合，補償整個系統(tǒng)的無功量。因此它的作用可以看做是一個電容器，在其投入運行的時候，向系統(tǒng)注入的無功功率為：Qc=V%x=6CV2(4-13)在配合TCR部分進行無功補償時，向系統(tǒng)注入的無功功率為：Qd=Q-Q(4-14

29、)Qd=P(tan中itan呼2)(4-15)(4-15)式子中，嗎為補償后的功率因數角，%為補償后的功率因數角。根據上文，在TCR中5次，7次，11次幅值較大，所以在設計FC應考慮了濾去這些諧波。濾波器參數的計算：在進行無功補償時，通過查閱有關資料所要用到的電容器的參數關系式如下：Uc>Km(4-16)1-a式中，Uc為電容器的額定電壓，K為過電壓系數，一般取1.1左右。Um為FC裝置所接母線的最高電壓，a根據所在支路濾波的次數不同而略有不同，3次諧波支路取0.125左右；5次諧波支路取0.055左右；7次諧波支路取0.025331左右。整個支路計劃安裝的容量Qjh=(1-a小Qd(4

30、-17)實際安裝的無功容量Qsj=mQjh(4-18)m=Qjh其中m為電容器的并聯支路數/Q(4-19)根據具體工程運用中的選擇電容器，可以根據下式來計算具體的參數：X后=X/Xie=aX%X丁=1-aX7e(4-20)式子中X琴為并聯電容器組總容抗；Xie為串聯電抗器總感抗；X工是支路阻抗。由（4-20）式可以得到，某一條支路所實際補償的容量(4-21)Qn=U%4.2具體工程實例的運用4.2.1 工程背景上文中所涉及到的計算公式都是針對抽象的數學概念，在實際設計中需要的是具體的參數，這樣才能有針對性的設計出具體的模型參數。這里以云南省永昌鋼鐵廠為例，所得的數據均是從互聯網收集而來的。云南

31、安寧市永昌鋼鐵有限公司位于安寧市青龍鎮(zhèn)楚大公路、安富公路、水青公路環(huán)繞之中，距離昆明市60公里、青龍火車站2公里，總占地面積1000多畝。該鋼鐵廠采用11%1KV電壓供電，電壓器連接組別是A"-11,容量75MVA短路阻抗7.2%。變電站位于廠區(qū)東南角落；負荷為60t交流電爐，容量為20MVA阻抗電壓6.3%,短路阻抗為35%;設計中要求FC支路不僅要向系統(tǒng)輸出容性無功，而且還要兼有濾波的功能，在這套設備中，主要產生的諧波次數為5、7、11次。分析：根據上面所收集的有關數據，變壓器的容量25MVA按照容量的兩倍去計算沖擊負荷。即沖擊負荷為50MVA根據資料，一般沖擊負荷到來的時候系統(tǒng)

32、的功率因素為0.650.75之間，這里取0.68,所以最大無功沖擊為0.68x50=34Mvan所以SVC以補償的無功功率為36Mvar。要求補償后的無功因數一般要求在0.9以上，在這里取coSP2=0.92。4.2.2 FC支路的設計對于五次諧波支路：Un= 10%5=6.06KV選用BFW11.3-600-1W型電容器；此時補償無功功率為Qc=600kvar電容器容值= 47.38 耳(4-22)Qc一T_I2，2二fU所以對于五次諧波支路來說60023.145011.、3因為Q=34kvar,c0s1=0.68,所以p=Q/=43.04KVVtan1根據（15）式得Qd=P(tan*ta

33、n%)=43.04父(1.078-0.426)=28.07kvar據(17)式得計劃安裝的容量10.5、Qjh=(1-0.052)x<12A28.7=23.81kvar所以m=23.81/(2M0.6M3注7.所以實際安裝的無功補償容量為：Q=2370.600：25Mvar電容值C=47.38m2m6=568.56忤；所以支路的阻抗Z=%C=5.6C;在以上的計算中a取0.052,所以乙=0.29。；實際補償容量205=20.76Mvar5.6-0.29同理可得七次諧波支路，十一次諧波支路的參數如下所示:七次諧波支路:選用BFW11/舜-400-1W型，Qc=400kvar,c=31.5

34、9W計劃安裝的容量Qjh=24.14kvar;mfc7;實際安裝的無功補償容量為：Q=2 3 7 0.400 17Mvar .Zc =84.a取 0.017 ,得4=0.143Q;實際補償容量U210.52=13.35Zx8.4-0.143十一次諧波支路：選用BFW11/J3-200-1W型，Qc=200kvar,C=15.79»F;計劃安裝的容量Qjh=24.94kvar;m7實際安裝的無功補償容量為：Q=2370.200：8.4Mvar.Zc=16.81a取0.007,得ZL=0.117夏；22實際補償容量Q=.=6.6kvar;Zx16.81-0.117由以上三點可得：實際安裝

35、的容量Q=25+17+8.4=50.4kvar;實際補償的容量Q=20.76+13.35+6.6=40.62kvar;4.2.3TCR支路的設計在TCR&B分中，電感連同晶閘管一起按照三角形連接，三個電感共同向系統(tǒng)提供感性無功功率，在上面的的計算中可以得知，三個電抗所要承擔的感性無功一共是36MVA擬單相承擔無功為12Mvar。由（12）得總安裝容量QA=1.48Qz。所以它的單相為系統(tǒng)提供的容量為：1.4812=17.76Mvar在型電路中，線電壓等于線電壓，所以UT=10.5KV由QT=UTIT可知，額定相電流1T=QT.UT==1.69KA感抗Zi=UtIt=

36、10.51.69=6.39因為Zi=ceXl=2師l,所以可得Xl=Zl/2nf=6.39（2M3.14M50）=20.3mH;由于考慮觸發(fā)電路裕量，所以觸發(fā)角在門105,165口）之間。根據（10）式得單相輸出總無功QW（0.1102,12JMvar;所以三相輸出無功：Q3W（0.3306,36JMvar;5系統(tǒng)仿真設計與分析5.1 系統(tǒng)模塊的搭建基于上面論文本文所得的結果可知系統(tǒng)由TC港口FC兩部分組成5.1.1 FC部分仿真模塊搭建（圖9FC仿真模塊的搭建）如上圖，以五次諧波支路為例。AB、C三個端子分別接電力系統(tǒng)的AB、C三相，尾部接在一起，組成三相的星形鏈接。在本文中設計了五、七、十

37、一次諧波支路。在“Three-PhaseSeriesRLCBranch”模塊中輸入上文中計算出來的數據。全部選中，整體壓縮成一個模塊，這樣就可以很方便的設計五、七、十一次諧波支路。5.1.2 TCR模塊仿真模塊搭建如下圖所示：Qonnldefies RLG BranOh3inHtGT&I hyrielS（圖10TCR仿真模塊）模塊中，主體由三組六個晶閘管模塊，其中兩兩反并聯，三組晶閘管為形連接，觸發(fā)脈沖由“chufa”送進來。理論上晶閘管的觸發(fā)角可在90:180二之間變化，但是考慮到為觸發(fā)模塊留有一定裕量，觸發(fā)角通常在105二化5二之間變化。通過改變觸發(fā)角就可以改變投入到系統(tǒng)中電容器的

38、大小，也就改變了它投入到系統(tǒng)中的無功功率，觸發(fā)角的改變是依據電網中電壓的信息而實時改變的，依據觸發(fā)角去調節(jié)無功功率，也就實現了無功的實時調節(jié)5.1.3 整體搭建框架,.院曰|母fDiscrete,Tb =路如5 a.T 弟 EiMKx?S3-10以o%能加mJSefies RLC L&Ad（圖11系統(tǒng)整體模塊的搭建）5.2 仿真結果及分析（1）母線上的電壓波動：（圖12母線上的電壓波動）當負載投入運行后負，可看出電壓發(fā)生了波動，在svCI置的調節(jié)下,經過0.8s的調節(jié)時間，電壓波動減小，電壓趨于穩(wěn)定。SV調節(jié)作用明顯。（2）負載與供電系統(tǒng)之間的無功交換:（圖13負載與供電系統(tǒng)之間的無功

39、交換）上圖是負載與供電系統(tǒng)之間無功交換的波形圖，在負載投入運行后，系統(tǒng)無功發(fā)生變化，負載和供電系統(tǒng)之間的無功交換量發(fā)生變化，交換的無功增大，這樣就會使系統(tǒng)的電流增大，從而使系統(tǒng)的電能損耗增加，經過SVC一段時間的調節(jié)，負載與系統(tǒng)交換的無功功率明顯降低，最后趨于一個較小的穩(wěn)定值（3）觸發(fā)角的變化（以傳目為例）：（圖14A相觸發(fā)角的變化）根據上圖可以看出，A相的觸發(fā)角是隨系統(tǒng)的變化而變化的，觸發(fā)角變化的最終作用就是讓系統(tǒng)穩(wěn)定。整個系統(tǒng)控制的圖如下所示:（圖15整體仿真波形圖）由上圖可以清楚的看出系統(tǒng)各個量變化的情況。當系統(tǒng)的負荷發(fā)生變化時，引起了系統(tǒng)的無功發(fā)生變化，從而引起電壓波動，但是經過SV僚統(tǒng)的調控以后電壓波動逐漸減小，負載與電網交換的無功功率也減小到趨于零，這說明所設計的靜止無功補償裝置是成功的