SVC的无功补偿仿真研究.pdf

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1、电工文摘／技术前沿SVC的无功补偿仿真研究唐山供电公司王涛刘进华尹仲超摘要：无功补偿作为维持电网电压穆定。提高电力系统功率因数的有效手段，是当今电力研究领域的一个重要课墨。本文首先介绍了FC+TCR型静止无功补偿器的结构与原理。然后，在分析无功补偿理论的基础上，利用PSCAD／EMTDC软件，搭建SVC的仿真模型并完成其仿真研究。通过仿真研究和分析，验证了FC+TCR型静止无功补偿器在无功补偿方面的良好效果和■要作用。关键词：电力系统及其自动化无功补偿静止无功补偿器FC+TCR仿真晶闸管串联而成，其中两晶

2、闸管接成正反向并联被称为0引言TCR阀。反并联的一对晶闸管就像一个双向开关，晶闸管无功功率是一个反映电源与负荷间的能量交换的物理阀，在供电电压的正半波导通，而晶闸管阀在供电电压量，它的大小表明了电源与负荷间能量交换的幅度，本身的负半波导通。于是通过连续调节晶闸管的导通角，可实并不消耗能量。同时，无功功率在系统中的流动对电力系现整个TCR的等效电抗的连续可调，从而控~I]TCR所吸收统本身也产生了很大的影响‘”。的无功功率。近年来，随着国民经济的发展和现代化高新技术的进步，电力网负荷急剧增大，电力系统中非线

3、性用电设备逐渐增多，对电网感性无功要求也与日俱增。另外，电力电子装置应用的日益广泛，而大多数电力电子装置功率因数较低，工作时基波电流滞后于电网电压，使得电力网发生电压波形畸变，电压波动闪变和三相不平衡等，产生电能质量降低，电网功率因数降低，要消耗大量的无功功率，给电网带来额外负担，并影响供电质量。因此，利用无功图1单相TCR电路补偿技术来提高电网功率因数己成为电力电子技术和电力系统研究领域所面临的一个重大课题。由于单独的TCR只能吸收无功，而不能发出无功，为了解决此问题，常常将并联电容器与TCR配合使用构

4、成无1FC+TCR型SVC的结构与原理功补偿器，这样无功功率便可以从容性到感性之间连续调1．1FC+TCR型SVC的基本结构节。目前，在电力系统实际无功补偿过程中，使用最广泛静止无功补偿器(svc)，全称为静止型动态无功补偿的便~％TCR+FC型静止无功补偿器。装置，属于有源无功补偿器。静止无功补偿器的构成形式TCR在配电网中有两种形式，一种是星形连接方式的有多种，应用于电力系统的静止无功补偿器主要有三种晶闸管控制电抗器(Y—TCR)，另外一种是三角形连接类型，即自饱和型电抗器型(SR)、晶闸管控制电抗器

5、的晶闸管控制电抗器(A—TCR)。Y-TCR可以补偿基波(TCR)和晶闸管投切电容器(TSC)。零序电流，但是它的谐波特性较差，会给系统带来零序电如图1所示为单相TcR电路，它由一个电抗器与两组流谐波；△一TCR不能补偿基波零序电流，但是它的谐波电工文搞／技术前沿特性较好，不会给系统带来零序电流谐波。本文采用△一率因数：常数(或1)，电压几乎不波动。LC滤波器的设TCR的形式，用SVC来补偿系统的基波无功和基波负序电计，理想情况下使流人系统的谐波电流_，：朋一。现场流，至于系统的基波零序电流则可以采用AP

6、F来补偿。可要求滤波器投入后使注入系统的各次谐波电流和电压谐波以证明：在对称情况下，TCR可以抵消其发出的三次谐总畸变率在国标限值以内。波。通过控制与电抗器串联的两个反相晶闸管的导通角，对于可调电抗器部分而言，当触发角=90o时，晶一m既可以向系统输送感性无功电流，又可以向系统输送容性闸管全导通，导通角d=180o，此时电抗器吸收的无功电无功电流。该补偿响应时间快(小于半周波)，灵活性流最大。因此，我们可以通过控制电抗器￡上串联的两只大，而且可以连续调节无功输出，缺点是产生谐波，并且反并联晶闸管的触发角a

7、来控制电抗器吸圭收的无功功率的在非对称情况下，该结构亦无法抵消其发出的幅值较大的值，从而达到动态无功补偿的目的。三次谐波，对电网造成不利的影响，但可以通过设置FC的甲参数来滤除电网中含量较多的谐波成分，其中FC的最大无2无功电流检测方法及SVC控制策略功容量一般可通过负荷吸收的最大无功计算。2．1基于瞬时无功理论的无功电流检测本文中的SVC的结构模型如图2所示。补偿装置对系统无功功率的补偿效果很大程度上依赖于对系统电参数瞬时值的检测，谐波及无功电流实时检测的快速性、准确性及灵活性直接关系影响到其跟踪补偿特

8、一篇k一广1lk性。因此，实时精确的检测方法对无功补偿的研究十分重r1lllk要。目前提出的检测方法主要有以下几种：模拟滤波器法、FBD法、快速傅里叶变换检测法、基于人工神经网络理论载的自适应方法、基于瞬时无功功率理论的方法，本文的检一测技术采用的是最后一种。瞬时无功功率理论中的概念都是在瞬时值的基础上定圈2FC+TCR的系统结构模型义的，它不仅适用于正弦波，也适用于非正弦和任何过渡过程的情况。瞬时无功功率理论，即“p—q”理