无功功率补偿 编辑词条分享 ?新知社新浪微博人人网腾讯微博移动说客网易微博开心001天涯MSN ? 1 定义 ? 2 产生和影响 ? 3 作用 ? 4 装置 无功功率指的是交流电路中，电压U与电流I存在一相角差时,电流流过容性电抗(X C)或感性电抗(X L)时所形成的功率分量（分别为）。这种功率在电网中会造成电压降落（感性电抗时）或电压升高（容性电抗时）和焦耳（电阻发热）损失，却不能做出有效的功。因而需要对无功功率进行补偿。合理配置无功补偿（包括在什么地点、用多大容量和采用何种型式）是电力系统规划和设计工作中一项重要内容。在运行中,合理使用无功补偿容量，控制无功功率的流动是电力系统调度的主要工作之一。 在交流电力系统中，发电机在发有功功率的同时也发无功功率，它是主要的无功功率电源；运行中的输电线路，由于线间和线对地间的电容效应也产生部分无功功率,称为线路的充电功率,它和电压的高低、线路的长短以及线路的结构等因素有关。电能的用户（负荷）在需要有功功率 (P)的同时还需要无功功率(Q),其大小和负荷的功率因数有关；有功功率和无功功率在电力系统的输电线路和变压器中流动会产生有功功率损耗(ΔP)和无功功率损耗(ΔQ),也会产生电压降落(ΔU)。 一般情况下，电力系统中发电机所发的无功功率和输电线的充电功率不足以满足负荷的无功需求和系统中无功的损耗，并且为了减少有功损失和电压降落，不希望大量的无功功率在网络中流动，所以在负荷中心需要加装无功功率电源，以实现无功功率的就地供应、分区平衡的原则。 无功补偿可以收到下列的效益：①提高用户的功率因数,从而提高电工设备的利用率;②减少电力网络的有功损耗；③合理地控制电力系统的无功功率流动，从而提高电力系统的电压水平，改善电能质量，提高了电力系统的抗干扰能力；④在动态的无功补偿装置上，配置适当的调节器，可以改善电力系统的动态性能，提高输电线的输送能力和稳定性；⑤装设静止无功补偿器(SV
SVC 静止型动态无功补偿解决方案 1 系统需求概述 随着中国经济的迅猛发展以及新能源应用的推进，对电力系统运行的安全性、可靠性和经济性以及对电能的质量的要求越来越高。一些大功率负荷的投入、退出，或者系统局部故障等，都会造成系统中有功功率和无功功率的大幅扰动，从而对电网的稳定性和经济性产生影响。同时，这些扰动引起的电磁暂态过程产生的过电流和过电压又往往会危害到有关电器设备的安全。 快速有效地调节电网的无功功率，使整个电网负荷的潮流分配更趋合理，这对电网的稳定、调相、调压、限制过电压等等方面都是十分重要的。 另外，现在的直流输电工程日益发展，大功率换流装置（无论整流或逆变）都需要系统 提供大量无功功率。特别是一端为弱系统或临近的交流系统发生故障时，如果不能迅速补偿大幅度波动的无功功率，就会导致系统失控或瓦解。 在SVC 出现前，人们除了精心设计和布局整个电网外，往往采用下面几种经典的办法或设备来调节电网的无功功率。 1）、适当调节发电机励磁，以调节机组运行功率因数。 2）、在交流系统适当地点（或直流输电弱系统侧）装设同步调相机。 3）、使用带抽头或有载开关的变压器，通过调节电网某些点的电压来调节潮流。 4）、采用串联补偿电容器来改善受端电压，提高电网极限传输能力并增强系统的稳定性。 5）、用开关投切并联电抗器或电容器，以满足系统随时变化的无功功率需求量，达到调相调压的目的。 这几种措施和方法，有些因其固有的优点，迄今仍为人们采用着。但是，许多方法明显存在着响应速度慢、调节性能差、运行维护和管理不便、长年运行损耗过大、自动监控跟踪性能差以及对整个电网的技术效益和经济效益都偏低等等缺陷。现在，性能优良的SVC （静止型动态无功补偿器）正逐步替换这些陈旧的设备。尤其在一些重要的场合，如大型钢厂，风力发电厂以及在大型复杂电网运行中有特殊要求的电站，SVC 正获得越
1 静止无功补偿器的总体设计 1.1 静止无功补偿器的主电路 ASVG 分为采用电压型桥式电路和电流型桥式电路两种类型。两者的区别是直流侧分别采用的是电容和电感这两者不同储能元件，对电压型桥式电路，还需要串联上电抗器才能并上电网；对电流型桥式电路，还需要并联上电容器才能并上电网。实际上，由于运行效率的原因，实际应用的ASVG 大多采用的是电压型桥式电路。因此ASVG 专指采用自换相的电压型桥式电路作为动态无功补偿的装置。ASVG 的基本结构如图1-1。它由下列几部分组成：电压支撑电容，其作用是为装置提供一个电压支撑；由大功率电力电子开关器件（IGBT 或GTO ）组成的电压源逆变器（VSC ），通过脉宽调制（PWM ）技术控制电力电子开关的通断，将电容器上的直流电压变换为具有一定频率和幅值的交流电压；耦合变压器或电抗器，一方面通过它将大功率变流装置与电力系统耦合在一起，另一方面还可以通过它将逆变器输出电压中的高次谐波滤除，使ASVG 的输出电压接近正弦波。 图1-1 电压型补偿器结构图 上图为电压型的补偿器，如果将直流侧的电容器用电抗器代替，交流侧的串联电感用并联电容代替，则为电流型的补偿器。交流侧所接的电感L 和电容C 的作用分别为阻止高次谐波进入电网和吸收换相时产生的过电压。无论是电压型，还是电流型的SVG 其动态补偿的机理是相同的。当送到逆变器的脉宽恒定时，调节逆变器输出电压与系统电压之间的夹角δ就可以调节无功功率和逆变器直流侧电容电压Uc ，同时调节夹角δ和逆变器脉宽，即可以在保持Uc 恒定的情况下， 发出或吸收所需的无功功率。SVG 装置的核心部分是逆变电路，它将整流后的直流电压进行逆变以产生-个频率与系统相同的交流电压，并且这个电压的幅值和相位都可调，然后通过电抗器把这个电压并到电网上去，从而产生所需的交流无功功率。利用IGBT 智能模块后，逆变器电路无论是在体积、性能、稳定性上还是控制方式上都得到了极大的简化。本文中所介绍到的静止无功发生器是电压型的SVG ，它具有主电路的拓扑结构简单，且逆变装置所用的电压型器件IGBT 易于控制，灵活方便。 1.2 静止无功补偿器的工作原理 系统线 路 整流器..系统线路 V dc 电压源逆变器耦合变压器 系统电压
第38卷第3期2015年6月电子器件 Chinese Journal of Electron Devices Vol．38一No．3June 2015 收稿日期:2014-06-16一一修改日期:2014-07-31Research of Static Synchronous Compensator Based on Modular Multilevel Converter HUANG Rui ? (Chongqing College of Electronic Engineering ,Chongqing 401331,China )Abstract :As the broad application of multilevel inverters in high-power area,modular multilevel converter(MMC)is proposed in this paper to be used as a static synchronous compensator(STATCOM).This MMC-STATCOM has a high degree of modularity and good reliability,and is convenient for maintenance and capacity extension,which is a typological structure with high development potential.Firstly,this paper explains the operation principle and mathe-matical model of MMC-STATCOM.Then,a novel reactive power decoupling control strategy and a novel capacitor voltage-balancing control scheme are proposed respectively.The simulation and experiment result show that perform-ance of proposed control strategy and MMC-STATCOM may be a new circuit topology with significant engineering application value in large-capacity reactive power compensation field. Key words :modular multilevel converter;static synchronous compensator;power decoupling control;voltage-balan-cing control EEACC :8110B一一一一doi :10.3969/j.issn.1005-9490.2015.03.047模块化多电平静止无功补偿器控制策略研究 黄一睿? (重庆电子工程职业学院应用电子学院,重庆401331) 摘一要:随着多电平逆变器在电力系统无功功率补偿领域的广泛应用,提出了一种基于模块化多电平(MMC)技术的新型静止无功补偿器(STATCOM)的拓扑结构三该拓扑结构具有模块化程度高二可靠性好二便于维护及容量拓展等特点,是一种极具发展潜力的拓扑结构三首先对MMC-STATCOM 的工作原理和数学模型进行了分析,提出了无功功率解耦控制策略以及提出了一种新的控制子模块电容电压平衡的控制算法三仿真和测试结果均表明MMC-STATCOM 具有补偿效果好,动态响应速度快等优点,是一种具有工程应用价值的大容量STATCOM 主电路拓扑三 关键词:模块化多电平变换器;静止无功补偿器;功率解耦控制;电压平衡控制 中图分类号:TM712一一一一文献标识码:A一一一一文章编号:1005-9490(2015)03-0711-07 一一无功功率补偿是保证系统安全运行及节能降耗的重要措施三基于自换相交流电路的静止同步补偿 器STATCOM(Static Synchronous Compensator,)与传 统的无功补偿装置相比具有动态响应速度快二谐波 含量低二体积小等优点三随着IGBT二IGCT 等自关断 功率器件的快速发展,STATCOM 已经成为智能电网 系统无功补偿不可或缺的重要组成部分,成为了近 年来国内外学者研究的热点问题[1-3]三随着电网电压等级和功率容量的不断增大,以及目前电力电子功率器件耐压水平和容量的限制,多电平变换器技术越来越受到关注三传统的实现高压大 容量的做法是采用开关器件串联和并联;但是串联需要解决动态均压问题,并联需要解决动态均流问题,而就目前的技术水平解决这两个问题还没有得到很好的解决,所以功率器件的串并联给实际工程应用造成了一定困难三而多电平变换器可以利用低压小容量功率器件实现高电压,大容量变换三通过子模块的级联,使电压叠加后很好的逼近正弦波,使谐波含量大幅度降低,而且模块化的结构便于扩展和实现冗余控制三多电平变换器可以在不同的功率和电压等级 中灵活使用且无需变压器三西门子公司于2001年提 出了一种新型多电平换流器拓扑结构 模块化多电
[精品论文]静止无功补偿器的研究课程设计
《静止无功补偿器的研究》 课程设计 综合课程设计任务书 时间：2007－2008年度第二学期 一设计的目的和意义 掌握所学课程的知识并综合应用，充分认识理论知识对应用技术的指导性作用，进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。通过本次设计实践能够进一步加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解，使学生的设计水平、对所学的知识的应用能力以及分析解决问题的能力得到全面提高。 1对电力系统中的无功功率进行分析；
2掌握无功补偿器的特点； 3对静止无功补偿器的控制方法和硬件、软件实现有一些认识。 二设计题目及要求 设计题目：静止无功补偿器的研究 基本要求 对电力系统中无功功率的危害进行分析，简单分析传统无功补偿器的工作过程和特点，认识静止无功补偿器的主电路结构，工作原理，并简单介绍其常用控制方法。 进一步要求 能够介绍静止无功补偿器的硬件电路设计思路； 对静止无功补偿器的软件设计有一定的认识。 尽量指出一种合适的控制方法。 三给定条件 1 运用所学知识，如《电力电子技术》，《电路基础》，《模拟电子技术》等 2 设计过程可参考校园的电子资源。 四课程设计要求 1 认真查阅资料； 2 遵守课程设计的时间安排； 3 按时进行试验，验证相关的控制算法； 4 认真撰写设计报告。 五报告书写格式 1课程设计封皮 2 课程设计任务书 3 正文 （1）设计题目分析； （2）总体设计方案分析、讨论； （3）硬件原理设计，简单说明实现过程； （4）软件设计思路，最好形成流程图。 4 设计总结和心得体会 5 参考文献 六工作计划 1 查阅资料及方案论证（1天） 2 电力系统无功功率分析（0.5天） 3 控制方法的论证（1天） 4 硬件电路的思路（1天） 5 软件流程图的设计（1天） 6 撰写报告（0.5天） 七成绩评定
国家标准《静止式动态无功补偿装置功能特性》 征求意见稿编制说明 2005年7月 一、概述 国家标准《静止式无功功率补偿装置(SVC)功能特性导则》被列入了2003年国家标准制修订计划，计划编号为20032411-T-469。完成年限2005年。本标准由国家标准化管理委员会提出；全国电压电流等级和频率标准化技术委员会（以下简称“标委会”）归口并负责起草。 本标准主要起草单位： 本标准主要起草人： 本标准参加起草单位： 本标准参加起草人： 为了保证标准质量，特别邀请西安交通大学夏道止教授、王兆安教授、清华大学陈建业教授、中国电力科学研究院林海雪教授级高工（兼）、全国电力电子学标委会秘书处周观允教授级高工（兼）担任标准编制工作组顾问。 1 标准项目的提出和编制过程 该项目是在全国电压电流等级和频率标委会委员、鞍山荣信电力电子有限公司左强总经理的提议下，于2001年初和《静止式动态无功补偿装置(SVC) 现场试验导则》国家标准项目一起，向国家标准委提出立项申请，2003年底被批准立项的。 2004年第1季度，标委会秘书处研究确定：成立以全国电压电流等级和频率标委会秘书处、全国电力电子学标委会秘书处、中国电力科学研究院、西安领步电能质量研究、鞍山容信电力电子有限公司为主要起草单位的标准编制工作组；随着工作的进一步开展，还将扩展供电、用电、设备及其主要部件制造行业的工程技术人员参加标准编制工作。 根据2004年6月23日国家标准委高新技术部有关“无功补偿装置”国家标准规划及制定工作会议精神，两项《静止式动态无功补偿装置(SVC)》国家标准的制定过程中将积极吸收相关行业和单位的意见。 2004年12月21-23日，于北京召开了主要起草人和顾问工作扩大会议。会议就采用美国IEEE相应标准的基本原则达成以下共识： ——本标准不是等同、也不是修改采用，但鉴于美国IEEE 1303：1994相应标准的框架和技术内容有一定价值，因此在编制我国标准时应作为主要参考文件；关键是要保证国家标准的先进性，提高产品竞争力，技术内容可适当超前以指导科研； ——标准的适用范围要突破美国IEEE相应标准，涵盖输电和配电系统； ——保持立项时的标准名称，暂不改变； ——标准中，对实现产品性能的方法（例如冷却方式）不应强行做推荐性规定； ——该标准在编制过程中，要注意与国家标准《静止式动态无功补偿装置现场试验》的编制工作的密切协调； ——标准内容不应与现行国家标准发生矛盾； ——编制标准时应注意充分研究现正在编制的相关电力行业标准和可控硅阀国家标准。 会议对由西安领步电能质量研究所、鞍山荣信电力电子有限公司分别组织翻译，并聘请有关专家校对的最新IEEE标准进行了集体校对；研究商讨了IEEE 1303：1994各章条的采用程度和增删意见。会议决定由刘军成高级工程师执笔起草、林海雪教授级高工校核本标准的征求意见稿讨论稿，然后提交2005年5月召开的主要起草人会议，供集体讨论修改。
35kV SVG型静止型动态无功补偿成套装置技术规范 1总则 1.l 本设备技术规范书适用于XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX工程XXkV 动态无功补偿与谐波治理装置，它提出了该设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。 1.2 本设备技术规范书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，供方应提供符合工业标准和本协议要求的优质产品。 1.3 如果供方没有以书面形式对本技术规范书的条文提出异议，则意味着供方提供的设备完全符合本技术规范书的要求。 l.4 本设备技术规范书所使用的标准如遇与供方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。 1.5 本设备技术规范书经供、需双方确认后作为订货合同的技术附件，与合同正文具有同等的法律效力。 1.6 本设备技术规范书未尽事宜，由甲、乙双方协商确定。 2工程概况 2.1环境条件 周围空气温度 最高温度 ℃ 37.8 最低温度 ℃ -37 最大日温差 K 25 1 日照强度 W／cm2 （风速 0.5m/s） 0.1 2 海拔高度 m 1805 最大风速 m/s 23.7 3 离地面高10m处，30年一遇10min平均最大风速 4 环境相对湿度（在25℃时）平均值 65% 地震烈度(中国12级度标准) 8 水平加速度 g 0.30 垂直加速度 g 0.15 5 地震波为正弦波，持续时间三个周波，安全系数1.67 污秽等级 III 泄漏比距 3.1cm/kV 6 最高运行电压条件下，制造厂根据实际使用高海拔进行修正，并提供 高海拔修正值 7 覆冰厚度（风速不大于15m／s时） 10 批注 [s1]: 需根据现场实际情况进行更改 第1页
SVC 输出容量控制主要有电压控制和恒导纳控制两种方式,可以在运行人员的指令下互相切换。 3.1.1电压控制模式 这种控制模式下控制系统将测量所得到的母线电压Vmeas与一个设定的参考电压Vref 进行比较,然后将差值进行计算, 得到一个标么值电纳信号Bref ,该电纳值除以单组机械可投切电容(电抗) 器的电纳值可以确定需要的电容(电抗)器数目,而差值由TCR来补充。随后将该标么值电纳送往脉冲触发发生电路,控制TCR 的触发角。SVC稳态特性曲线的斜率采用电流反馈来实现,这种方法能够保证在SVC 控制范围内使端电压和端电流之间保持线性关系。实测的SVC电流ISVC与代表调差率的系数KSL相乘,构成信号VSL再输入到加法节点。当ISVC为感性时, VSL取正;当ISVC为容性时,VSL取负。其传递函数为:G( s) =K1（1+s T Q）/s(1+s Tp),其中T Q=Tp+Kp/K1 由于Tp通常设为零,因而控制器转化为简单的比例积分器,比例系数Kp 反映响应速度。电压调节器输出的电纳参考信号被送到触发计算单元,该单元计算出6 组触发角,送至脉冲发生电路,从而在SVC 母线上得到期望的电纳值,达到设定的控制目标。 3.1.2恒导纳控制模式 在该模式下,SVC 的等效导纳Bord 由运行人员设定,且该导纳可以在规定范围内连续可调。Bref来自电压调节器的输出,在恒导纳模式下被偏置。首先根据监控单元提供的开入量需要确定已投运的电容(电抗) 器组的等效电纳,然后经过电纳计算,得出仍需投切的电容(电抗) 器组以及需要的TCR 触发角连续调节的等效感性电纳。最后换算成触发角发送到触发脉冲发生电路。 3.1.3 PWM电流控制 对PWM电路的电流控制可分为间接电流控制和直接电流控制。前者通过控制整流器产生的交流电压基波分量的相位和幅值来实现PWM 交流侧的电流控制；后者采用跟踪型PWM控制技术对交流侧的电流进行直接控制。在目前的STATCOM 系统中，考虑到PWM开关频率较低以及功耗问题，因此多采用间接电流控制。但间接电流控制其网侧电流的动态响应慢，且对系统参数变化灵敏。相比之下，直接电流控制更能精确地控制PWM输出的电流，因此在DSTATCOM设计中，采用直接电流控制方法，从而可以设置较高的PWM 开关频率，减少输出电流谐波，获得较好的输出电流波形，进而降低系统设计成本，提高运行可靠性。该实验控制方法采用基于矢量变换的直接电流控制，其控制方案如下图所示。
有源滤波器和静止型无功补偿器在电力系统中的应用 【摘要】电力系统中的谐波源危及电网的正常运行。从谐波源及谐波补偿方法的分析出发，着重介绍了一种目前新兴的滤波措施—电力有源滤波器的工作原理和内部结构。有源滤波器滤波性能卓越，能起到减少电网谐波污染，提高电能质量的作用。同时介绍了静止无功补偿装置（SVC）在电力系统中的应用。实际运行结果表明，SVC抗强电磁干扰能力强，响应快，可靠性高，故障率低，达到了满意的效果，提高电力系统的自动化水平。 【关键词】电力系统；谐波治理；无功补偿；SVC 1 谐波的危害 谐波污染对电力系统的危害是严重的，主要表现在： （1）谐波影响各种电气设备的正常工作。如造成发电机的旋转电机产生附加功率损耗、发热。 （2）谐波对供电线路产生了附加损耗。由于中性线正常时流过电流很小，故其导线较细，当大量的三次谐波流过中性线时，会使导线过热，损害绝缘，引起短路甚至火灾。 （3）使电网中的电容器产生谐振。工频下，系统装设的各种用途的电容器比系统中的感抗要大得多，不会产生谐振，但对于谐波，由于频率倍增，感抗值成倍增加而容抗值成倍减少，这就有可能出现谐振，导致电容器等设备被烧毁。 （4）谐波将使继电保护和自动装置出现误动作，并使仪表和电能计量出现较大误差。 2 谐波抑制方法 抑制谐波电流主要有两方面的措施： 2.1 降低谐波源的谐波含量 在谐波源上采取措施，最大限度地避免谐波的产生。这种方法比较积极，能够提高电网质量，可大大节省因消除谐波影响而支出的费用。具体方法有：a.增加整流器的脉动数；b.脉宽调制法。但电力电子装置的应用不可避免产生谐波源。 2.2 在谐波源处吸收谐波电流 2.2.1 无源滤波器
静止无功发生器SVG 发展及应用
目录 1. 电能质量 (1) 2. 无功补偿 (1) 2.1. FACTS简介 (1) 2.2. 可调无功补偿技术方案 (2) 2.3. 有源滤波与静止无功补偿技术 (3) 3. SVG介绍 (5) 3.1. 静止无功发生器主电路的拓扑结构 (5) 3.2. 静止无功发生器的基本工作原理 (6) 3.3. 常见的几种无功电流检测方法 (7) 3.4. SVG和SVC优劣性比较 (8) 4. SVG 的研究现状及发展趋势 (10) 4.1. SVG 的国内外应用实例 (10) 4.2. SVG 发展趋势 (11) 4.3. SVG 应用范围 (12)
1.电能质量 交流输电功率包括有功功率和无功功率。在有功功率不变的情况下，无功功率越大就会使功率因数降低，视在功率增大，从而需要增大发、输、配电设备的容量，增加投资和电力损耗费用；使输电线路电压降变大，不利于有功电力的输送与合理应用。但如果无功储备不足将会导致电网电压水平降低，冲击性的无功功率负载还会使电压产生剧烈的波动，恶化电网的供电质量。对于给定的有功分布，要想使无功潮流最小以减少系统的损耗，就要求对无功功率的流向与转移进行很好的控制。 随着电网的不断发展，对无功功率进行控制与补偿的重要性与日俱增：①输电网络对运行效率的要求日益提高，为了有效利用输变电容量，应对无功进行就地补偿；②电源（尤其水电）远离负荷中心，远距离的输电需要灵活调控无功以支撑解决稳定性及电压控制问题；③配电网中存在大量的屯感性负载，在运行中消耗大量无功，使得配电系统损耗大大增加；④直流输电系统要求在换流器的交流侧进行无功控制；⑤用户对于供电电能质量的要求日益提高。因此，对电网的无功进行就地补偿，尤其是动态补偿，在输配电系统中十分必要。 随着现代电力电子技术的发展，大量的大功率整流、变频装置应用于电力系统，由于这些设备大部分功率因数较低，在工作过程中需要大量的无功功率，给国家电网带来了很大的额外负担，直接影响到了电网的质量。电力电子装置本身还是一个谐波源，这些设备的大量应用使电网上的谐波污染日趋严重，严重影响了电力系统的供电质量，同时使系统留下严重的安全隐患。 2.无功补偿 2.1.FACTS简介 柔性交流输电系统（以下简称FACTS）是美国电力研究所（Electric Power Research Institule，EPRI）N.G.Hnigornai博士于1986年首先提出。它具有控制速度快、控制灵活、可靠性高、可连续调节、可迅速改变潮流分布等优点。近年来成为电力系统稳定控制的一个重要研究方向。 目前，主要的FACTS 装置包括三大类。第一类为并联装置，如静止无功补偿器（Static Var Compensator，SVC），它能够根据无功功率的需求自动补偿；静止无功发生器（Static Var Generator，SVG），它是最新出现的一种并联补偿装置，这是本文研究的主要对象。第二类为串联装置，如静止同步串联补偿器（Static Synchronous Series Compensator，SSSC）、晶闸管控制串联电容器（Thyristor Controlled Series Capacitor，TCSC）等。第三类为混合装置，如统一潮流控制器（United Power Flow Conrtollor，UPFC）相间潮流控制器（Interphase
中国电力教育2010年管理论丛与技术研究专刊 450 静止无功补偿器(SVC)及其工程应用发展前景 陈鹏良*1?楼书氢2?刘世欣3 （1.天津市电力公司城西供电分公司，天津 300110；2.江西省吉安供电公司，江西 吉安 343009； 3.内蒙古电力科学研究院，内蒙古 呼和浩特 010020） 摘?要：静止无功补偿装置以其能够快速、平滑的调节容性和感性无功功率，实现动态补偿，在电力系统中得到了广泛的应用。本文主要介绍了它的主要结构型式，并对其在国内外电力系统当中的一些实际应用进行了介绍和总结，针对其关键技术内容指出了SVC国产化发展道路和在我国的应用前景。 关键词：静止无功补偿器；工程应用；发展前景 *作者简介：陈鹏良，男，天津市电力公司城西供电分公司，工程师。 电压是衡量电能质量的重要指标之一，电力系统运行 过程中必须保证母线电压稳定在允许范围内，以满足用电 设备对电压质量的要求。工业配电系统中较多采用电容器 组以达到无功补偿调压和提高功率因数的目的，但是该方 法只能进行分级阶梯状调节，并且受机械开关动作的限制， 响应速度慢，不能满足对波动频繁的无功负荷进行补偿的 要求。[1] 静止无功补偿器（Static Var Compensator, SVC） 是一种快速调节无功功率的装置，它可以使所需的无功功 率随时调整，从而保持系统电压水平的恒定，并能有效抑 制冲击性负荷引起的电压波动和闪变、高次谐波，提高功 率因数，还可实现按各相的无功功率快速补偿调节实现三 相无功功率平衡。 一、SVC结构性能对比及关键技术问题 SVC由可控支路和固定（或可变）电容器支路并联而成， 主要有3种结构型式，[2]如图1所示。 1.晶 闸管控制电抗器（Thyristor?Controlled?Reactor,? TCR） 用可控硅阀控制线性电抗器实现快速连续的无功功率 调节，它具有反应时间快（5～20ms），运行可靠、无级补偿、 分相调节、价格便宜等优点。同时能实现分相控制，有较 好的抑制不对称负荷的能力。 2.晶闸管投切电容器（Thyristor?Switched?Capacitor,? TSC） 分相调节、直接补偿、装置本身不产生谐波，损耗小。 在运行时，根据所需补偿电流的大小，决定投入电容的组 数。由于电容是分组投切的，所以会在电网中产生冲击电流。 为了实现无功电流尽可能的平滑调节，一是增加电容的组 数，组数越多，级差就越小，但又会增加运行成本；二是 把握电容器的投切时间，一般采取过零投切。 3.自饱和电抗器（Saturated?Reactor,?SR） 由饱和电抗器和串联电容器组成的回路具有稳压的特 性，能维持连接母线的电压水平，对冲击性负荷引起的电 压波动具有补偿作用，与其并联的滤波电路能吸收谐波并 提高功率因数，而且还具有有效抑制三相不平衡的能力。 其优点是补偿快速、可靠、过载能力强，维护简单，但运 行时电抗器长期处于饱和状态，有较大的噪声和损耗，原 材料消耗也大，补偿不对称负荷自身产生较大谐波电流， 无平衡有功负荷能力。 以上几种SVC装置性能对比如表1所示。[3,4] 表1?SVC装置性能对比 性能TCR TSC SR 调节范围超前/滞后超前超前/滞后 控制方式连续不连续连续 调节灵活性好好差 响应速度较快快快 调节精度好差好 产生谐波多无少 控制难易程度稍复杂稍复杂简单 技术成熟程度好好好 分相调节可以有限不可以 维护检修方便方便不常维修 二、国外SVC应用介绍 1.纳米比亚400kV,330Mvar项目 纳米比亚NamPower公司新建的一条长890km的 400kV输电系统，把纳米比亚高压输电系统和南非Eskon 高压输电系统连接起来，但是新增的线路带来了新的问题， 主要是电压的稳定性和谐振问题。NamPower的Auas变电 站会出现非常高的过电压。一旦发生50Hz的谐振，在某个 系统负荷的发电机出力条件下就会出现很高的动态过电压， (a)?TCR (b)?TSC (c)?SR 图1?常见的几种SVC基本结构
10kV静止型动态无功补偿装置 技术规范 龙源（兴安盟）风力发电有限公司 10kV TCR型静止型动态无功补偿装置（SVC）1套，主要包含以下内容： （1）TCR部分：有效补偿容量为12Mvar； 主要设备包括: ①全数字控制系统一套（含控制柜、触发柜各一面）； ②晶闸管阀组一套； ③相控电抗器三台； ④TCR控制采样用电流互感器三台； ⑤控制系统与晶闸管阀组之间的专用电缆一套； ⑥TCR故障自诊断系统一套 其中阀组中晶闸管采用原装进口产品（dv/dt≥1000，di/dt≥200）晶闸管散热采用热管散热器（俄罗斯航天技术）自然冷却，阻容吸收电容器采用德国ELECTRONICON公司原装进口产品、光纤和光发射光接收器件采用美国HP公司进口产品、控制系统采用全数字控制系统、BOD采用美国IXYS公司产品。 （2）FC部分：设置H3、H5共2组滤波通道，安装容量为17.7Mvar补偿容量为12Mvar；主要设备包括：①滤波电抗器6台（干式、空芯、铝导体）； ②滤波电容器安装容量17.7Mvar； ③电容器组架（内含热镀锌骨架、防污绝缘子，母排、金具等）2套； ④氧化锌避雷器6台； ⑤差流互感器2台； 标准和规范 应遵循的主要现行标准，但不仅限于下列标准的要求，所有设备都符合相应的标准、规范或法规的最新版本或其修正本的要求，除非另有特别外，合同期内有效的任何修正和补充都应包括在内。 DL/T672-1999《变电所电压无功调节控制装置订货技术条件》 DL/T597-1996 《低压无功补偿控制器订货技术条件》 GB11920-89 《电站电气部分集中控制装置通用技术条件》 GB 1207-1997《电压互感器》 SD 325-89《电力系统电压和无功电力技术导则》 SD205-1987 《高压并联电容器技术条件》。 DL442-91 《高压并联电容器单台保护用熔断器订货技术条件》。 GB50227-95 《高压并联电容器装置设计规范》。 GB311.2～311.6-83 《高电压试验技术》。 GB11 024 《高电压并联电容器耐久性试验》。 GB11025 《并联电容器用内部熔丝和内部过压力隔离器》。 ZBK48003《并联电容器电气试验规范》。 GB50227《并联电容器装置设计规范》 GB3983.2-89《高电压并联电容器》 JB7111-97《高压并联电容器装置》 DL/T604-1996《高压并联电容器装置定货技术条件》
DSP在新型静止无功补偿器(ASVC)的控制中的应用Application of Advanced Static VAR Compensator’s control of DSP (南昌工程学院) 胡旻 Hu,Min 摘要：本文针对在柔性交流输电系统中日益广泛运用的静止无功补偿器的控制,介绍了以DSP和单片机组合的双CPU为主控器的实验系统的工作原理、系统结构等。并着重就DSP 在系统主闭环（电流环）控制中的作用,其各项运算的依据,软件设计等作了详细阐述 Abstract: This paper deals with the extensive use of Static V AR Compensator in Flexible AC Transmission System introduces the working principles and systematical Structure of the Experimenting System employed double cpus which have DSP and single-chip computer as a group as the main controlor.It focuses on the detailed descripition of the functions of DSP in the control of the main closed loop,its basis for operations and software designs. 关键字：DSP; 新型静止无功补偿器 文献标识码：B 中图分类号：TM464 1、引言 随着全控性电力电子器件的长足发展,由电力电子器件构成的超前与滞后均可补偿且补偿量可随负载无功分量大小灵活变化的静止无功补偿器正渐渐取代传统的固定的电力电容器补偿方式，成为柔性交流输电系统的基础技术。而这些静止无功补偿器的控制由于要求快速进行复杂有符号计算,采用DSP作为主控器的组成部分可提高系统的反应速度、稳定性及准确性。 本文以DSP和单片机共同组成控制器的ASVC实验系统来阐述DSP在此方面应用设计的一点己见。 ASVC实验系统原理结构示意图如图1所示： 图1 ASVC实验系统原理结构示意图 这是一个自励式静止无功补偿电路，主电路由智能型桥式IGBT模块、电感X、直流侧储能电容C组成一个PWM电压型逆变器，与电网并联构成一个⑿源无功补偿装置。这里电 容C仅起保持直流侧电压的功用，而不是作为电力补偿电容，容量远比后者要小。控制单元是以DSPTMS320C32和80C196KC单片机共同为主控器的双CPU组合控制电路。 胡旻：硕士，讲师江西省自然科学基金资助项目（0511062）
第46卷第12期电力系统保护与控制 Vol.46 No.12 2018年6月16日 Power System Protection and Control Jun. 16, 2018 DOI: 10.7667/PSPC170929 静止无功补偿器新型自适应动态规划电压控制 周晓华，张 银，刘胜永，罗文广，李振强 (广西科技大学电气与信息工程学院，广西 柳州 545006) 摘要：以静止无功补偿器电压控制非线性系统为研究对象，提出了一种采用新型自适应动态规划GrHDP实现静止无功补偿器电压控制的方法。选取当前及历史时刻电压误差作为系统状态反馈向量，根据外部增强信号及内部强化信号，GrHDP利用误差反向传播算法对3个神经网络权值进行反馈调节并获取最优权值，实现了静止无功补偿器的电压优化控制。在Matlab/Simulink仿真平台对执行依赖启发式动态规划ADHDP、PI控制和GrHDP进行了仿真对比。结果表明，采用GrHDP的静止无功补偿器能快速补偿系统无功功率，具有更好的电压控制效果，控制系统响应速度快、自适应能力强。 关键词：静止无功补偿器；电压控制；新型自适应动态规划；执行依赖启发式动态规划；电压调节器Voltage control of static Var compensator based on novel adaptive dynamic programming ZHOU Xiaohua, ZHANG Yin, LIU Shengyong, LUO Wenguang, LI Zhenqiang (School of Electrical and Information Engineering, Guangxi University of Science and Technology, Liuzhou 545006, China) Abstract: To remedy the defect of traditional PI controller in static V ar compensator nonlinear voltage control system, a method based on novel adaptive dynamic programming, goal representation heuristic dynamic programming (GrHDP), is proposed to optimize control of SVC voltage control system adaptively. According to the external enhancement signal and the internal strengthening signal, the GrHDP algorithm uses error backward propagation to adjust the weights of the three neural networks and obtain the optimal weights in order to realize the optimal control of the system by selecting the current and historical voltage errors as the system state feedback vector. The Action Dependent Heuristic Dynamic Programming (ADHDP) and the GrHDP algorithm are used to design the voltage regulator of the SVC voltage control system respectively, and simulation comparison is carried out in Matlab/Simulink platform. The results show that the SVC voltage control system based on GrHDP algorithm can compensate reactive power quickly, and has better voltage stability and control effect.The control system has faster response speed and stronger adaptive ability. This work is supported by National Natural Science Foundation of China (No. 61563006), Science and Technology Project of Guangxi (No. 1598008-2), and Natural Science Foundation of Guangxi (No. 2013GXNSFCA019020). Key words: static Var compensator; voltage control; novel adaptive dynamic programming; action dependent heuristic dynamic programming; voltage regulator 0 引言 静止无功补偿器(Static Var Compensator, SVC) 是一种常用的并联型柔性交流输电系统(Flexible AC Transmission System, FACTS)装置[1]。它通过从电网吸收或向电网注入可连续调节的无功功率，以 基金项目：国家自然科学基金项目资助(61563006)；广西科技攻关项目资助(1598008-2)；广西自然科学基金项目资助(2013GXNSFCA019020) 维持SVC装设点的电压恒定，同时有利于电网无功功率的平衡。目前，SVC以其性价比高、响应速度快和可靠性高等特点，在电力系统中得到了广泛的应用[2-3]。传统PID控制需确定的参数少，且易于在工程中实现，目前工程中SVC的电压控制一般采用传统的PI控制[4]，以维持SVC所在线路的电压稳定。然而，将传统PID控制应用于SVC这个非线性复杂系统，将无法同时满足快速性和稳定性的要求，也不能实现对SVC的精确控制[5]。为此，针对SVC的电压控制问题，学者们提出了不同的控制策 万方数据
SVC & SVG产品简介 SVC静止无功补偿器(Static Var Compensator)，是一种无功补偿比较科学的方式，能提高电网的功率因数、滤除负荷的谐波、消除三相不平衡电流、改善电网运行电能质量。基于DSP的全数字控制系统，具有运算速度快、处理数据量大，实现实时控制量计算。该装置应用于电网，作用为：能实现调相调压功能，提高线路的输送能力，提高稳定运行水平，改善电能质量，提高供电设备的利用率，提高输电效率，改善供电质量，提高输电安全性。应用于电气化铁路、冶金、炼钢等工业用户，可进行动态无功功率补偿，电压控制，谐波和负序治理，提高用户的生产工效，提高产品质量和降低能耗。 原理：静止无功补偿器是一种没有旋转部件，快速、平滑可控的动态无功功率补偿装置。它是将可控的电抗器和电力电容器（固定或分组投切）并联使用。电容器可发出无功功率（容性的），可控电抗器可吸收无功功率（感性的）。通过对电抗器进行调节，可以使整个装置平滑地从发出无功功率改变到吸收无功功率（或反向进行），并且响应快速。 作用：静止无功补偿器在低压供配电系统中广泛应用于电压调整、改善电压水平、减少电压波动、改善功率因数、抑制电压闪变、平衡不对称负荷，静止无功补偿器配套的滤波器能吸收谐波和减小谐波干扰等。在超高压输电系统中，静止无功补偿器的作用是提供无功补偿、调整电压，改善系统电压水平，改善电力系统的动态和暂态稳定性，抑制工频过电压等。 SVC目前广泛应用于输电系统和负载无功补偿，其典型代表是晶闸管控制电抗器＋固定电容器（TCR＋FC）、晶闸管投切电容器（TSC）、以及磁控电抗器＋固定电容器（MCR+FC）等。 TCR晶闸管控制电抗器(Thyristor Controlled Reactor)，由电抗器及晶闸管等构成，与系统并联并从系统吸收无功功率的静止无功装置。通过控制晶闸管阀的导通角使其等效感抗连续变化。