静止无功补偿器的设计与仿真

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电力系统静态无功补偿系统设计与仿真学位论文

本科生毕业设计 (论文)题目：电力系统静态无功补偿系统设计与仿真摘要文章介绍了电力系统无功功率补偿的原理与应用，其中重点介绍了目前在电力系统中广泛采用的各种静态无功功率补偿装置的原理及功能。

其中主要包括两大类，电容器、电抗器无功补偿的基本原理及静止无功补偿器的基本原理，分析其代表性的并联电容补偿方式。

并简要介绍了晶闸管相控电抗器型（TCR），晶闸管投切电容器型（TSC），TCR+TSC混合型以及可控饱和电抗器的工作原理及应用。

用Matlab对TCR型无功补偿进行仿真实验。

对电力系统中的无功补偿技术发展进行了展望。

关键词: 静止无功补偿装置，TCR，TSC，MatlabAbstractThis paper introduces the principle and application of reactive power compensation of power system, the importance of which is to introduce the principle and function of all kinds of static reactive power compensation devises which are widely applied in power system and which mainly include two categories, the basic principle of reactive power compensation capacitor, reactor and the basic principle of static reactive power compensator，analyzes the typical parallel capacitor compensation mode.Briefly introduces the principle and application of Thyristor control reactor(TCR), Thyristor switched capacitor(TSC), the hybrid of TCR and TSC and controllable transducer.Gives a simulation of TCR type reactor power compensation by Matlab and the future of power system is mainly focus on the reactor power compensation technique.Key word: Static Var Compensator ,TCR, TSC, Matlab目录第一章引言 (1)1.1 无功功率在电网中的作用 (1)1.2 无功功率对电力系统的影响 (3)1.2.1 无功功率对有功功率的影响 (3)1.2.2 无功功率对电压的影响 (3)1.2.3 无功功率对线损的影响 (4)1.3 无功系统无功电源与无功负荷 (4)1.3.1 电力系统的无功电源 (4)1.3.2 电力系统的无功负荷 (5)1.4 无功功率补偿 (6)1.4.1 无功补偿的作用 (6)1.4.2 无功补偿装置 (7)第二章静态无功补偿 (8)2.1 并联电容器 (8)2.1.1并联电容器补偿无功功率的原理 (9)2.1.2并联电容器补偿无功功率的方式 (11)2.1.3 并联电容器补偿容量的确定 (13)2.2 并联电抗器 (15)2.2.1 并联电抗器在电力系统中的作用 (15)2.2.2 并联电抗器装置容量的计算 (16)第三章静止无功补偿器 (18)3.1 静止无功补偿器的概念 (18)3.2 SVC的类型 (19)3.3 晶闸管可控电抗器（TCR） (19)3.4 晶闸管投切电容器（TSC） (20)3.4.1 晶闸管投切电容器的基本原理 (20)3.4.2 晶闸管投切电容器的投切时间 (21)3.5 可控饱和电抗器 (23)3.5.1 可控饱和电抗器的工作状态 (23)3.5.2 可控饱和电抗器的补偿原理 (24)3.5.3 可控饱和电抗器的优点与缺点 (25)第四章无功补偿装置的仿真 (26)4.1 仿真的原理.................................................................................................... . (26)4.2 仿真图概述..................................................................................................... .. (26)4.3 仿真结果及分析 (34)结束语 (36)参考文献..................................................................................................... (37)致谢……………………………………………………………………………………………………… ..38第一章引言1.1 无功功率在电网中作用无功功率补偿是保持电力系统高质量运行的一种重要技术手段，同时是电力系统研究面临的重要课题，受到相关人员越来越多的的关注。

静止无功补偿系统的建模与仿真讲解

摘要电力系统的各节点无功功率平衡决定了该节点的电压水平，由于当今电力系统的用户中存在着大量无功功率频繁变化的设备；如轧钢机、电弧炉、电气化铁道等。

同时用户中又有大量的对系统电压稳定性有较高要求的精密设备：如计算机，医用设备等。

因此迫切需要对系统的无功功率进行补偿。

在电力系统中，对无功功率的控制，可以提高功率因数，稳定电网电压，改善供电质量。

电力系统中的无功补偿装置从最早的电容器开始发展到今天，历经了电容器、同步调相机、静止无功补偿装置和SVG等几个不同的阶段。

本文讨论的静止无功补偿装置(SVC)属于晶闸管投切型并联补偿设备，它是在机械投切式并联电容和电感基础上，采用大容量晶闸管代替断路器等触点式开关而发展起来的。

MATLAB软件中的Simulink给用户提供了用方框图进行建模的模型接口，与传统的仿真软件相比，具有更直观、方便和灵活的优点。

Simulink中的电力系统模块库包含了各种交/直流电源、大量电气元器件和电工测量仪表以及分析工具等。

利用这些模块可以模拟电力系统运行和故障的各种状态，并进行仿真和分析。

关键词：静止无功补偿；MATLAB仿真；Simulink；1目录摘要 (1)静止无功补偿系统的建模与仿真 (3)1. 无功补偿技术的分析 (3)1.1静止无功补偿的概念 (3)1.2无功补偿技术的发展历程 (3)1.3无功补偿的意义和作用 (4)1.4无功补偿的原则及方式 (5)1.5配电网无功补偿存在的问题 (6)2. 静止无功功率补偿器 (6)2.1 SVC的类型及工作原理 (6)2.2 晶闸管控制电抗器的基本原理 (7)2.3 晶闸管控制电抗器和电容器的配合使用 (10)3 基于晶闸管的静止无功补偿装置仿真 (11)3.1 SVC仿真模块的建立 (11)3.2 SVC仿真结果与分析 (12)4 结论 (13)参考文献： (14)2静止无功补偿系统的建模与仿真1.无功补偿技术的分析1.1静止无功补偿的概念所谓静止无功补偿是指用不同的静止开关投切电容器或电抗器，使其具有吸收和发出无功电流的能力，用于提高电力系统的功率因数，稳定系统电压，抑制系统振荡等功能。

静止无功补偿器在电力系统无功补偿中的仿真

操作模式为电压调整; 额定电压: U n = 220 kV
[ Q C ! Q L ]: [ - 200 MW ! 200 MW ]。 1. 2. 2! 仿真结果分析与论证
应用图 3所示仿真模块纪录了高压母线 B2 侧投入 SV C前后发电机输出无功功率和高压母线 B2 侧电压动态变化波形图, 如图 4~ 6所示。 ( 注: 以下仿真结果图的纵坐标均为标幺值形式。)
( 5) 母线选型。三相电压电流选用带有测量元件的母线。
( 6) 静止补偿装置。应用 S imPow erSystem 中的 Static Var Com pensate ( SVC ) 模块参数设置如下: 额定电压 Un = 35 kV, R eactive pow er lim its[ Q C Q L ] : [ - 150 MW ! 150 MW ] 。
Q GM 1 + QGM 2 = 0. 34 % 300+ 0. 1 % 100= 112 ( M var) ! ! 显然, M1 和 M2 的无功出力减少了, 这时系统缺额的无功功率主要由 SVC 来提供。由图 6 可见, 高压母线 B2 侧的电压提高至额定电压的 97 % 。加装 SV C 前后母线 B2 侧电压优化对比情况如表 1所示。
本数控横剪生产线采用 P rof ibus DP 总线, 简化了系统布线, 提高了控制系统的可靠性, 增加了控制信息的传输量, 整个控制系统达到了较高的技术水平。
∗参考文献 +
[ 1] ! S iem ens. P ro fibus Spec ifica tion[ Z ]. 1998.
配网自动化
低压电器 ( 2007 19) 通用低压电器篇

静止无功补偿器的研究课程设计1

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。

静止无功补偿器TCR+TSC设计研究

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控制系统软件设计
控制系统软件设计概述控制系统软件设计流程控制系统软件设计关键技术控制系统软件设计实例分析
TCR+TSC的仿真与实验验证
仿真模型的建立
仿真模型的构建方法
仿真模型的参数设置
仿真模型的验证过程
仿真模型的结果分析
仿真结果分析
仿真模型的建立与验证
TCR+TSC控制策略的仿真结果
控制系统的组成
控制系统硬件：包括主控制器、驱动电路、晶闸管阀组等控制系统软件：用于实现控制算法和逻辑控制通讯系统：实现控制系统与上级控制系统的数据交换和信息交互保护系统：对系统进行过流、过压、欠压等保护
控制策略的选取
选取依据：系统稳定性、动态响应速度、无功补偿效果等常见控制策略：PID控制、模糊控制、神经网络控制等控制策略实现方式：通过控制器对TCR和TSC进行实时控制控制策略的优化：根据实际运行情况对控制策略进行调整和优化
TCR+TSC的设计原理
TCR的设计原理
静止无功补偿器 TCR+TSC的组成
TCR的工作原理
TCR的控制策略
TCR的应用场景
TSC的设计原理
TSC采用基于磁通补偿原理的无功补偿技
术
TSC通过控制晶闸管的导通角来调节无功电流的大小和
方向
TSC具有响应速度快、调节范围广、运行
稳定等优点
实验结果与仿真结果的对比分析
性能评估与优化建议
实验验证方案
实验目的：验证 TCR+TSC在静止无功补偿器中的性能表现
实验设备： TCR+TSC装置、可编程电源、测量仪表等

静止无功补偿器的设计

摘要随着我国工业化程度的加快，越来越多的大型无功设备用在工业现场，在这些机器使用的时候不仅消耗大量的无功功率，而且会产生大量的谐波污染电网。

为了治理这些谐波污染，必须对系统进行无功补偿，无功补偿不仅可以稳定电压，消除谐波。

而且还可以节约电能，这对能源匮乏的现实社会来说具有深远的意义。

本文主要做了一下几个方面的工作：（1）介绍无功电源的种类，阐明了电力无功补偿的原理及作用。

（2）列举了静止无功补偿器的种类及其各自的优缺点，分析TCR型静止无功补偿器的工作原理，为TCR相关参数的确定提供理论依据。

（3）完成了TCR型SVC的晶闸管控制电抗器部分和并联电容器组部分的相关参数计算，为后面的仿真模块提供数据依据。

（4）采用MATLAB电力系统仿真软件，建立SVC仿真模型并进行仿真与研究。

验证所设计的静止无功补偿器的无功补偿效果。

关键词：无功补偿，FC+TCR，仿真ABSTRACKPower is an important energy, it is very important in our lives.With the industrialization developing of China, more and more large reactive power machines be used in industrial fields. Beside these machines not only consume a large amount of reactive power, but also It will generate a lot of harmonic pollution grid. In order to control these harmonic pollution, have to reactive power compensation system can not only stabilize the voltage reactive power compensation, harmonic cancellation. But also can save energy, which has far-reaching implications for the social reality of energy shortages.The Bachelor's Thesis done these following work:(1)Describes the types of reactive power, Explanation the ruler of Reactive power compensation.(2)Show the kinds of Reactive power compensator,Pros and Cons.(3)Calculate these parameters of TCR and FC.Provide the basis for the Simulation.(4)using MATLAB software to build simulation models for Power system.Key words: Reactive power compensation, FC + TCR ,Simulation目录摘要 (1)ABSTRACK (2)1 绪论 (1)1.1论文研究的背景及意义 (1)1.2静止无功补偿器的发展概况 (2)1.3本文所涉及到的研究内容 (2)2 无功补偿的介绍 (4)2.1无功补偿的原理及作用 (4)2.2无功补偿装置的分类 (4)2.2.1运动装置 (4)2.2.2静止装置 (4)2.2.3静止无功补偿器 (5)3 静止无功补偿的原理及分类 (6)3.1静止无功补偿器的简介 (6)3.2静止无功补偿器的原理及应用 (6)3.3 SVC的分类 (7)3.3.1自饱和型电抗器型 (7)3.3.2晶闸管控制电抗器 (8)3.3.2晶闸管投切电容器型 (9)3.3.2晶闸管控制高漏抗变压器 (10)4 FC+TCR的参数计算及实例运用 (11)4.1有关参数的计算 (11)4.1.1关于TCR支路的有关计算 (11)4.1.2关于FC支路的计算 (14)4.2具体工程实例的运用 (16)4.2.1工程背景 (16)4.2.2 FC支路的设计 (16)4.2.3 TCR支路的设计 (18)5 系统仿真设计与分析 (20)5.1系统模块的搭建 (20)5.1.1 FC部分仿真模块搭建 (20)5.1.2 TCR模块 (20)5.1.3整体搭建框架 (21)5.2仿真结果及分析 (22)总结 (24)参考文献 (25)答谢 (26)1 绪论1.1论文研究的背景及意义电能的质量，指的是电能的电压，频率及波形等，随着工业化程度的发展，越来越多的大型设备被用在工业现场，由此而带来的是对电能的污染：设备投入、切除对电网的冲击引起电网波形畸变，电压波动，电压闪变以及三相电压不平衡等。

基于Matlab的静止无功补偿装置仿真分析

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｉｒｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＨｅｎａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｏｚｕｏ４５４００３，Ｃｈｉｎａ）
尼。为研究ＳＶＣ的特性，利用Ｍａｔｌａｂ的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ工具箱，对ＳＶＣ装置完成了建模和仿真分析。仿
真结果表明，静止无功补偿装置在稳态和动态下可维持母线电压在一定的范围之内，并具有一定的
２０１３年第５期
煤
矿
机电
・６３・
基于Ｍａｔｌａｂ的静止无功补偿装置仿真分析
卫林林，孙岩洲
（河南理工大学电气工程与自动化学院，河南焦作４５４００３）
摘要：静止无功补偿装置（ＳＶＣ）作为一种新的电压调控手段，可以对安装处的电压进行快速、准确和连续地调节，更好地维持安装处的电压水平，改善暂态稳定性，以及降低电力系统的振荡阻
ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｔａｔｉｃＶａｒＣｏｍｐｅｎｓａｔｏｒＢａｓｅｄｏｎＭａｔｌａｂ
ＷｅＬｉｎｌｉｎ，ＳｕｎＹａｎｚｈｏｕ

静止无功补偿系统的建模与仿真

静止无功补偿系统的建模与仿真摘要：在配电网中，为了提高供电质量，减少负荷对电网的不利影响，传统的做法时在被补偿的节点上安装电容器、电抗器或者两者组合来向系统注入或吸收无功功率，这些电容器、电抗器是采用传统的机械开关来控制投入或退出的。

静止无功补偿装置（SVC）是一种能够快速、可靠地控制线路电压的装置。

SVC通常会在正常稳态和意外情况下将电压调节和控制到所需的设定值，从而在系统意外情况后提供动态、快速响应的无功功率。

此外，SVC还可以提高输电能力，减少损耗，减轻有功功率振荡，防止失载时的过电压。

关键词：静止无功补偿，SVC，TCR、TSC1 SVC的原理和特性SVC的构成形式比较多样，但基本元件为晶闸管控制的电抗器（TCR）和晶闸管投切的电容器（TSC）。

下图为常用SVC原理图，图中的降压变压器是为了降低SVC造假，而图中的滤波器的作用是吸收SVC装置所产生的谐波电流。

图1 SVC原理图其中，TCR支路由电感器和两个反向并联的晶闸管串联组成；TSC支路由电容器和两个反向并联的晶闸管串联组成，晶闸管起主要的控制作用。

TCR支路的等值基波电抗是晶闸管导通角β或触发延迟角α相关的函数，可以利用β和α值的变化来实现系统等值电抗的平滑调整。

若L为电抗器的电感值，那么TCR吸收的无功功率可以表示为与TCR不同，每个TSC支路在电力电子器件的控制下，只有两种运行状态：即电容器并联在系统内运行，或是电容器完全退出。

TSC的优势体现在由于电容器的切投是由电力电子器件控制完成的，它比传统的机械切投的电容器相应更加迅速，其动态特性可以满足控制系统的需要。

若C为电容器的电容值，当TSC支路投入到系统中后，其输入系统的无功功率可以表示为SVC装置整体向系统输入的无功功率可以由（1）式和（2）式表示为由此可见，当时，连续、平滑的调节向系统输入的无功功率是可以实现的。

同时，可以通过在SVC装置中增加TSC之路的数量，从而扩大SVC的可调节范围，也兼顾了这种调节的连续性。

静止无功发生器(SVG)仿真分析

静止无功发生器（SVG）仿真分析摘要：本文在坐标变换的基础上对静止无功发生器（SVG）进行理论研究和建模分析，该模型的无功电流检测方法采用基于三相瞬时无功理论的无功电流检测方法，控制策略采用基于三角波比较法的补偿电流PWM控制策略。

论文以并联电压型静止无功发生器为研究对象，利用MATLAB/SIMULINK中的电力系统模块SimPowerSystems 对并联型静止无功发生器整个系统进行了建模和仿真分析。

关键词：并联型静止无功发生器，无功电流检测，三角波比较PWM控制，MATLAB仿真引言现代工业生产电力拖动系统大量使用感应电机作为动力单元，大大拖低了电力系统的功率因数，电力系统较低的功率因数会降低发电机的出力，降低线路末端电压，增大线路损耗，所以补偿电力系统无功功率，改善供电质量成为迫切需要解决的问题。

传统的电力系统无功补偿方式一般采用电容补偿柜或者同步调相机两种方式，这两种方式都存在着无功功率补偿范围窄，调节不够平滑，动态响应特性差等缺点，并且使用维护成本高综合是想用效果不佳。

在电力系统中应用基于电力电子技术和微处理器技术的静止无功发生器相对于传统的电容器补偿和同步调相机补偿策略可以使本问题得到更好的解决，该设备不仅能快速调节无功功率还能实现从感性到容性的全范围无功功率补偿。

1 并联型电压型静止无功发生器（SVG）工作原理在SVG各种类型中，占主导地位的是并联电压型静止无功发生器，原因在于电压型SVG相对于电流型SVG更加稳定。

这种静止无功发生器可认为由两大部分组成，即指令电流运算电路和补偿电流发生电路。

其中补偿电流发生电路由电流跟踪控制电路、驱动电路和主电路三部分构成的。

图1 并联电压型静止无功发生器的原理框图2 静止无功发生器（SVG）的数学模型静止无功发生器（SVG）是复杂的非线性强耦合系统，要想建立精确的数学模型是比较困难的。

为了简化问题以便于分析，首先假设：1）忽略主电路中电力电子器件（包括可控开关器件及与其反并联的二极管）的通态压降，即等效为一理想的双向开关；2）忽略主电路直流侧电容电压的波动，即等效为一理想直流电压源；3）忽略电源内阻抗和线路阻抗的影响；4）SVG补偿电流输出侧串联的电感为一理想电感；5）SVG在正常工作时，同一桥臂上下两个开关器件工作在互补状态，不考虑死区的影响。

电力系统静止无功补偿的Simnlink仿真实现研究概述

电力系统静止无功补偿的Simulink仿真实现研究一.电力系统无功补偿的概述1.什么是无功补偿无功功率补偿Reactive power compensation，简称无功补偿，在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。

所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。

合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少电网的损耗，使电网质量提高。

反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。

2.原理当电网电压的波形为正弦波，且电压与电流同相位时，电阻性电气设备如白炽灯、电热器等从电网上获得的功率P等于电压U和电流I的乘积，即：P=U×I。

电感性电气设备如电动机和变压器等由于在运行时需要建立磁场，此时所消耗的能量不能转化为有功功率，故被称为无功功率Q。

此时电流滞后电压一个角度φ。

在选择变配电设备时所根据的是视在功率S，即有功功率和无功功率的矢量和：无功功率为:有功功率与视在功率的比值为功率因数:cosf=P/S无功功率的传输加重了电网负荷，使电网损耗增加，系统电压下降。

故需对其进行就近和就地补偿。

并联电容器可补偿或平衡电气设备的感性无功功率。

当容性无功功率QC等于感性无功功率QL时，电网只传输有功功率P。

根据国家有关规定，高压用户的功率因数应达到0.9以上，低压用户的功率因数应达到0.85以上。

如果选择电容器功率为Qc，则功率因数为：cosφ= P/ (P2 + (QL-Qc)2)1/2在实际工程中首先应根据负荷情况和供电部门的要求确定补偿后所需达到的功率因数值，然后再计算电容器的安装容量：Qc = P(tanf1 - tanf2)=P〔(1/cos2f1-1)1/2-(1/cos2f2-1)1/2〕式中:Qc一电容器的安装容量，kvarP一系统的有功功率，kWtanφ1--补偿前的功率因数角, cosf1--补偿前的功率因数tanφ2--补偿后的功率因数角, cosf2--补偿后的功率因数[1]在大系统中，无功补偿还用于调整电网的电压，提高电网的稳定性。

新型静止无功发生器及其MATLAB仿真【毕业论文设计】

第1章绪论1.1FACTS及各种FACTS装置多年来电力工作者已达成共识：提高电网的安全运行水平和电能质量，除电网结构本身要和例外，还必须要有先进的调节控制手段。

电网的安全、经济运行在很大程度上取决于其“可控度”。

为此，人们不断的研究如何用电网原有控制手段来提高安全运行水平和电能质量，如用发电机励磁控制器来提高输电线输送容量、阻尼系统振荡等。

同时又研制了一些新设备来解决上述问题，这包括串联电容、并联电容、并联电抗、电气制动电阻以及移相器等。

这些设备的共同特点是按照固定的、机械投切的、分接头转换的方式来设计，以改变线路阻抗或减小电压波动，提高输电线输送容量或在静态及缓慢变化的状态下控制系统潮流。

由于机械开关动作速度慢，在动态过程中如控制暂态稳定，这些控制器几乎无法起作用，像固定串联补偿电容还引起次同步谐振（SSR）。

许多控制要求频繁动作，而机械开关动作过频则易损坏，可靠性差。

因此，系统的动态问题通常是通过过分保守的设计，留有较大的稳定储备来加以解决，以应付一些预想的系统紧急状态。

这就使输电系统的能力没有被充分利用，经济性差。

可以设想，如果有快速的可频繁动作，可靠性高的开关代替上述机械开关，情况就将大不一样。

小功率的电子开关使信号处理、计算机技术发生翻天覆地的变化，大功率电子开关也必将在电力系统中引起革命。

近20年来大功率电力电子开关制造技术取得了长足进步。

现在制造耐热和耐冲击能力与大功率传输线正常工作和短路电流水平相当的晶闸管已不再困难，高压直流输电（HVDC）和静止无功发生器（SVG）就是这种技术的成功范例。

正是在此基础以上，针对大型互联电路系统存在的问题，N.H.Hingorani于1986年提出了柔性交流输电系统（FACTS）的概念，它应用电力电子技术的最新发展成就以及现代控制技术实现对交流输电系统参数，以至网络结构的灵活快速控制，以期实现输送功率的合理分配，降低功率损耗和发电成本，大幅度提高系统稳定性和可靠性。

基于一体化仿真支撑环境的静止无功补偿器建模仿真

体化仿真支撑环境下采用图形化建模技术完成静止无功补偿器
模型的建立。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
补偿后系统输出无功ＱＮ＝＋Ｃ — ＱＬＱＴＲＱＣ＝常数０。无功需求与输出之间的关系曲线如图２所示，横坐标为无功需求，坐标为无功输出，表示Ｆ输出的容性无功（设纵ＱＣＣ假输入电压有效值不变）ＱＴＲ为Ｔ，ｃＣＲ的感性无功输出，为ＱＦＴＣ— ＣＲ的合成输出。当需要最大的感性无功输出时，ＴＲ将Ｃ支路 “ 导通 ” 即触发延迟角ａ９。逐渐增加触发延迟角Ｏ，全，＝０，Ｌ则ＴＣＲ输出的感性无功减小，而实现从感性到容性无功功率从
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基于一体化仿真支撑环境的静止无功补偿器建模仿真
基于—体化仿真支撑环境的静止无功补偿器建模仿真
ＳａｉｒＣｏｔｔＶａｃｍｐｎａｏｒＭｏｅｉｇａｄｅｓｔｄｌｎＳｉｌｔｎＢａｅｏＩｔｇｒｔｄＳｉｌｔｎＳｓｅｎｍｕａｉｓｄｎｎｅａｅｍｕａｉｙｔｍｏｏ
偿器模型，通过实验分析模型的可用性。并关键词：止无功补偿器，体化仿真支撑环境，静一图形化建模
Ａｂｓｒｔｔａｃ
ＳａｉａｒｏｍｐｅａｉｔｃｈｌｇｙｉｗｉｙｕｓｄｎｔｔｖｃｃｎｓｔｏｎｅｎｏｏｓｄｅｌｅｉｐｏｗｅｒｙｔｓｓｅｍｔＳＩｍｅａｎｕｏｗｅｒｓｓｅｍｏｉｐｏｅｎｉｇｆｌｆｒｐｏｙｔｔｍｒｖｐｏｒｗｅｆｃｏ，ｔｌｅｏｔｅｎｄａｌｃｅｐｏｒｇｒＴｈｓａｐｅｎｒｄｕｓｔｅｔｏｒｎｄｈｓｒｃｕｅａａｅｆｈｒｏｎｄａｔｒｓａｂｉｚｖｌｉａｇａｂａｎｗｅｉｄ．ｉｐｒｉｔｏｃｅｈｈｅｙａｔｅｔｕｔｒｃｈｒｃｔｒｏｔｙｉｒａｓｔｓｌ－ｓｕ－ｏｆｅｆｈｔｆｃｏｖｔｒｔｔｃａｒｏｍｐｓｔｒａｍｏｎｅｒｅｓａｉｖｃｅｎａｏ，ｎｄｄｕｌｉａｉｎｉａｔｎｅｃｎｏｉｕｅｔｍａｋｕｓａｔｖａａｒｔｓｍｕｌｉｔｈｏｌｇｙｓｓｄｏｚｏｏｅｐｔｉｃｒｃｏｐｅａｔｎｍｎｓｉｍｏｌｉｉｔａｔｓｍｕｌｔｓｓｅＩｔｅｎｅｏｄｕｅｎｎｅｇｒｅｄｉａｉｏｎｙｔｍｎｈｅｄ，ｘｐｅｉｅｔａｒｐｅｆｒｅｔｄｅｂｔｍｏｌｔａｈｒｍｎｓｅｒｏｍｄｏｕｇｈｅｄｕｅｈｔａｓ

静止同步补偿器(STATCOM)仿真和研究设计

摘要电能质量的问题，尤其是无功功率和谐波的问题，严重威胁着电网的安全运行。

静止同步补偿器（STATCOM），作为新一代无功功率补偿装置，它与现有的静止无功补偿装置(SVC)相比，具有调节速度更快、运行范围更宽、吸收无功连续、谐波电流小、损耗低、所用电抗器和电容器容量及安装面积大为降低等优点，引起了国内外科研与工程领域的广泛关注。

论文通过对STATCOM的现状和发展趋势，无功的产生和影响，无功补偿的意义的分析，进行了STATCOM工作原理的研究，并建立了STATCOM的数学模型，采用基于瞬时无功功率理论的检测方法，选择合适的控制策略，在PSCAD/EMTDC环境下进行了仿真分析，得出仿真后的波形。

仿真结果表明STATCOM能够对负荷进行快速地无功补偿，证实本模型算法的合理性、正确性，具有一定的参考价值。

关键词：无功补偿；静止同步补偿器；瞬时无功； PSCAD/EMTDC；ABSTRACTThe problem of electric energy quality menaces seriously the safe operation of power network, especially reactive power and harmonics. The static synchronous compensator (STATCOM), takes the new generation reactive power compensation system, it compares with existing static idle work compensation system (SVC), has the adjustable speed to be quicker, the movement scope to be wider, the absorption idle work, the harmonic current small, to lose continuously low, uses the reactor and the capacity of condenser and the erection space to reduce and so on merits greatly, has caused the domestic and foreign scientific research and the project domain widespread attention.The paper through to the STATCOM present situation and the trend of development, the idle work production and the influence, the idle work compensation's significance's analysis, has conducted the STATCOM principle of work research, and has established the STATCOM mathematical model, uses based on the instant reactive power theory examination method, chooses the appropriate control policy, has carried on the simulation analysis under the EMTDC/PSCAD environment, after obtaining the simulation profile. The simulation result indicated that STATCOM can shoulder carries on fast the idle work compensation, confirmed that this model algorithm's rationality, the accuracy, have certain reference value.Keywords: Reactive power compensation; STATCOM; Instantaneous reactive; PSCAD/EMTDC;目录1 绪论 (1)1.1引言 (1)1.2论文研究背景和研究的意义 (1)1.3无功功率 (3)1.4无功补偿的意义 (3)1.5主要无功补偿装置及其工作原理 (5)1.5.1 并联电容器 (6)1.5.2 同步调相机(Synchronous Condenser-SC) (6)1.5.3 静止型无功补偿装置(Static Var Compensator-SVC) (7)1.6 STATCOM研究现状和发展趋势 (9)1.6.1 STATCOM研究现状 (9)1.6.2 STATCOM发展趋势 (10)1.7本文研究的主要内容 (11)2 STATCOM的工作原理及数学模型 (11)2.1 STATCOM的基本电路结构 (11)2.2 STATCOM的工作原理 (13)2.3 STATCOM的数学模型的建立 (16)3 无功功率检测方法和STATCOM的控制策略 (19)3.1 无功功率检测方法 (19)3.1.1 d-q矢量变换理论 (20)3.1.2 三相对称系统的瞬时无功功率 (22)3.2 STATCOM装置的控制方法 (24)3.2.1 直接电流控制 (24)3.2.2 间接电流控制 (24)3.2.3 电流间接与直接控制的特点 (25)4 STATCOM装置的无功补偿仿真研究 (26)4.1 仿真工具软件PSCAD/EMTDC简介 (26)4.1.1 仿真工具软件PSCAD/EMTDC的概况 (26)4.1.2 仿真工具软件PSCAD/EMTDC的主要功能 (27)4.1.3 仿真工具软件PSCAD/EMTDC的主要结构及元件库 (27)4.1.4 仿真工具软件PSCAD/EMTDC的主要操作步骤 (29)4.2 STATCOM的仿真 (29)4.2.1 仿真的主接线图 (29)4.2.2 仿真的主控制电路图 (30)4.2.3 仿真的调制电路图 (30)4.2.4 各仿真的波形图 (32)4.3 本章小结 (33)5 总结与展望 (33)5.1结论 (33)5.2展望 (34)参考文献 (35)英文原文 (37)中文译文 (44)致谢 (51)1 绪论1.1引言近年来，随着经济的快速发展，我国的电力工业也取得了前所未有的成就。

静止无功补偿器在电力系统无功补偿中的仿真

静止无功补偿器在电力系统无功补偿中的仿真配网自动化低压电器(2007№19)通用低压电器篇胡立强(1980—),男,硕士研究生,研究方向为电力系统综合自动化。

静止无功补偿器在电力系统无功补偿中的仿真3胡立强, 晁勤, 吐尔逊(新疆大学电气工程学院,新疆乌鲁木齐830008)摘要:研究了静止无功补偿器(SVC )在提高电网电压稳定性中的应用。

在Ma t 2lab 搭建了由发电机、变压器、线路、母线、S VC 、励磁系统、汽轮机和调速器组成的仿真系统,对该系统的负载侧和高压母线侧进行了无功补偿的仿真研究。

结果表明,加装SVC 后,系统无功功率减少,母线B 2侧电压也得到优化。

关键词:静止无功补偿装置(SVC );电力系统仿真;无功补偿中图分类号:T M 761+.1 文献标识码:B 文章编号:100125531(2007)1720039204S i m ul a ti on of SV C i n P ower Syste m s React i ve Power C o m pen s a ti onHU L iqiang, CHAO qin, TU E rxun(School of Electrical Engineering,Xinjiang U niversity,U r um chi 830008,China )Abstra c t:The application of static va r co mpensat o r t o i mprov e v oltage stability of power grid wa s studyed .The si m ul a tion syste m which is composed of generator,transfor me r,c ircuits,bus,S VC,exc itati on syste m ,stea m er and s peed regula t or was construc ted,t he si m ula ti on of reactive po we r co mpensati on at l oad side and high v olt age bus side of this s ystem was studyed .The re s ult s hows t hat reac tive power of the syste m is reduced after adding S VC,and voltage of busB 2side is opti m ized t oo .Key word s:sta t i c v a r co m pen s a tor (SVC );si m u l a ti on of power syste m ;r ea c tive power com pen sa t i on 晁勤(1959—),女,教授,博士,研究方向为电力系统综合自动化。

基于MATLAB的电弧炉静止无功补偿装置设计与仿真研究

k= 6.13- 0.9 =0.85 6.13
补偿系数：
α=0.8 QTCR=99.67×0.8=80 Mvar
最大动态调节量：（ cos准≥0.94）所需最大静 ② 提高系统平均运行功率因数（按提高到 0.95 计算）：态基波无功补偿量（ EAF）电弧炉： 90MVA （ tancos- 10.8185- tancos- 10.95） Q1=90×0.8185× （ 0.702- 0.3286） =90×0.8185× 图2 供电系统示意图
EAF SVC Device Design and Simulation Research Based on MATLAB
WANG Meng, LI Xin
（ Shandong Rizhao College of Vocation and Technology, Rizhao 276826, China）
=27.5 Mvar 20MVA 精炼炉： Q2=20×0.86×(tancos- 10.86- tancos- 10.95） =20×0.86×0.26 =4.5 Mvar
则 2 台电炉的功率因数提高到 0.95 所需的容性基波补偿容量为：
系统主要技术参数：SVC 挂接电压等级：35kV 母线；公共连接点（ PCC 考核点）：总降 220kV 母线。公共连接点短路，基准容量 Sj=100MVA 。
1
静止无功补偿装置的补偿原理
图1 静止无功补偿装置是 20 世纪 70 年代初发展起来的新
SVC 单相等效接线图
技术，它是一种利用电容器和各种类型的电抗器组成的无功补偿装置，不依靠有触点开关来实现无功功率的平滑控制 [4]。它主要有以下几种：饱和电抗器型 SVC- SR[5] （ Saturated Re-

静止同步补偿器的设计与仿真

目录1 绪论 (3)1.1 引言 (3)1.2 本文研究背景及意义 (3)1.3电力系统静止无功补偿技术的种类及其各自的优缺点 (5)1.3.1 并联电容器 (5)1.3.2 同步调相机(Synchronous Condenser-SC) (6)1.3.3 饱和电抗器 (6)1.3.4 静止型无功补偿装置(Static Var Compensator-SVC) (6)1.4 STATCOM 研究现状和发展趋势 (9)1.4.1 STATCOM的研究现状 (9)1.4.2 STATCOM的发展趋势 (10)1.5本文的研究内容 (11)2 STATCOM 的工作原理及数学模型 (12)2.1 STATCOM的基本结构 (12)2.2 STATCOM的工作原理 (13)2.3 STATCOM 装置的时域数学模型 (15)3 无功功率的检测方法和STATCOM的控制策略 (18)3.1 无功功率检测方法 (18)3.1.1基于dq理论检测方法 (19)3.2 STATCOM装置的控制方法 (21)3.2.1 直接电流控制 (21)3.2.2 间接电流控制 (22)3.2.3 电流间接与直接控制的比较 (22)4 STATCOM装置的无功补偿仿真研究 (24)4.1 仿真软件MATLAB/Simulink简介 (24)4.1.1 仿真软件MA TLAB/Simulink的概括 (24)4.1 .2 仿真软件MA TLAB/Simulink的主要功能 (25)4.2 STATCOM的仿真 (25)4.2.1 STATCOM 的仿真的主接线 (25)4.2.2 仿真波形及结果分析： (26)4.3 本章小結 (29)5 总结与展望 (29)5.1 总结 (29)5.2展望 (30)参考文献 (30)致谢 (32)1 绪论1.1 引言静止无功补偿器（STATCOM)是柔性交流输电系统（FACTS)的一个重要组成部分，是静止无功补偿的发展近年来在世界各地都得到了广泛的应用。

配电网静止无功补偿D-STATCOM仿真

配电网静止无功补偿D-STATCOM仿真引言随着电力系统的发展，静止无功补偿技术在配电网中的应用越来越广泛。

静止无功补偿装置可以通过控制电流和电压来改善电力系统中的功率因数和电压质量，提高电力系统的稳定性和可靠性。

其中，D-STATCOM作为一种常见的静止无功补偿装置，其仿真模拟对于系统的优化和性能评估至关重要。

本文将介绍D-STATCOM在配电网中的静止无功补偿原理，并使用基于仿真软件的D-STATCOM模型，进行仿真实验，以验证静止无功补偿的效果。

静止无功补偿原理在配电网中，由于负载的变化以及电力市场的需求，导致系统的功率因数发生变化。

静止无功补偿技术通过控制电力系统中的电流和电压来维持合理的功率因数，确保电力系统的可靠性和稳定性。

D-STATCOM作为静止无功补偿装置的一种，可以通过控制其输出电流和电压的相位差来实现无功功率的补偿。

D-STATCOM通过逆变器将直流电源转换为交流电源，然后通过控制逆变器的电流来实现无功功率的注入或吸收。

D-STATCOM模型为了进行D-STATCOM的仿真实验，我们可以使用基于仿真软件（如MATLAB/Simulink）构建D-STATCOM的模型。

模型结构D-STATCOM模型由多个子系统组成，包括电源系统、逆变器、控制系统等。

其中，电源系统可以根据实际情况进行配置，例如可以使用发电机模型作为电源；逆变器负责将直流电源转换为交流电源；控制系统则根据需要来控制逆变器的输出。

控制策略常见的D-STATCOM控制策略包括电流控制和电压控制。

电流控制策略使用电流环和电压环进行控制，通过调节逆变器的输出电流来实现无功功率的补偿。

电压控制策略则根据系统的电压波形，通过控制电流的相位差来实现无功功率的控制。

参数选择在构建D-STATCOM模型时，需要根据实际情况来选择逆变器的参数，例如容量、电压等。

此外，还需要对控制系统的参数进行选择，以实现预期的无功补偿效果。

仿真实验为了验证D-STATCOM的静止无功补偿效果，我们可以进行仿真实验。

静止无功补偿器(SVC)仿真研究毕业论文

中国矿业大学本科生毕业设计姓名：张贵稀学号：21056373 学院：应用技术学院专业：电气工程及其自动化设计题目：静止无功补偿器（SVC）仿真研究专题：指导教师：马草原、王崇林职称：讲师、教授2009年6月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院应用学院专业年级电气05－1 学生姓名张贵稀任务下达日期：2009年3月9 日毕业设计日期：2009年3月9日至2009年6月5日毕业设计题目：静止无功补偿器（SVC）仿真研究毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：低功率因数是供电系统普遍存在的问题，已成为供电领域迫切需要解决的重要课题之一。

无功补偿是维持电网电压稳定，维护电力系统安全运行的重要手段。

无功补偿技术是当前研究的热点之一。

无功补偿技术主要包括大功率电子器件、无功电流检测方法、无功的补偿控制技术等主要内容。

基于本国国情，在我国较长一段时间内，静止无功补偿器(SVC)仍然占据重要地位，因此，本文选择以静止无功补偿器((SVC)为无功补偿研究对象。

本课题要求：1 熟悉SVC主电路的结构特点；2 分析SVC的工作原理，建立合适的模型；3 熟悉SVC的常规控制策略；4 利用PSCAD建立SVC的仿真模型并利用仿真模型分析SVC对负荷进行无功补偿的过程。

院长签字：指导教师签字：中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩摘要电网功率因数偏低已成为当今供电领域迫切需要解决的重要课题之一。

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