基于TCR_TSC的电弧炉无功补偿仿真研究

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TCR_TSC型SVC协调控制的仿真分析

第29卷第3期2009年9月TCR+TSC 型SVC 协调控制的仿真分析Analysis for Simulation of Coordinated Control for SVC Type TCR-TSC林丽琴1，2，吴文宣3（1.福建省电力有限公司技术中心，福建福州350007；2.福州大学电气工程与自动化学院，福建闽侯350108；3.福建省电力试验研究院，福建福州350007）摘要：分析了TCR+TSC 型SVC 的工作原理，以及TCR 与TSC 的协调控制策略。

PSCAD/EMTDC 仿真表明：TSC 作分级粗调，补偿容性无功；TCR 作相控细调，补偿感性无功；二者协调控制，可进行平滑连续的无功调节。

当SVC 安装在10kV 母线侧时，以10kV 母线电压为控制目标可比以220kV 母线电压为控制目标更精确快速地控制电压。

关键词：静止无功补偿器；晶闸管控制电抗器；晶闸管投切电容器；控制策略；协调；控制目标Abstract:This paper analyses the working principle of TCR and TSC,as well as the coordination control strategy of TCR and TSC.PSCAD/EMTDC simulation shows that ，TSC adjusted roughly ，starting up the role of capacitive reactive power ，TCR fine -tune for the phased start up the role of reactive emotion ，the two can be well coordinated control played a smooth and continuous adjustment of reactive power.Moreover,under the conditions reached in the simulation when the SVC is installed at 10kV bus side to 10kV target for the control of bus voltage to 220kV bus voltage than for the control objective can be more accurate voltage control quickly.Keywords:static var compensator ；thyristor controlled reactor ；thyristor switched capacitor ；control strategy ；coordination ；control objectives 中图分类号：TM714.3，TM743文献标识码：A文章编号：1674－6104（2009）03－0001－04ISSN 1674－6104CN 35－1296／TMDIANLI YUDIANGONG引言静止无功补偿器SVC 作为一种并联补偿装置已广泛应用于电力系统的动态补偿，其典型代表是晶闸管投切的电容器（thyristor switched capacitor ，TSC ）和晶闸管控制的电抗器（thyristor controlled reactor ，TCR ）。

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

tsc无功补偿装置的设计--电气设计

TSC无功补偿装置的设计摘要：晶闸管投切电容器（TSC）是静止无功补偿技术的发展方向。

根据笔者设计的一种TSC无功补偿装置，分析了TSC装置常用的主电路的特点，介绍了电容器投切判据与信号检测、零电压投入以及晶闸管触发电路等关键问题的解决方案。

关键字：无功补偿晶闸管TSC零电压触发DESIGN ON A TSC REACTIVE POWER COMPENSATION DEVICE Abstract:Thyristor switchedcapactor（TSC）is a new direction of the staticvar compensator（SVC）technology.Basing on a designproject for TSC reactive power compensation device, the characteristics of itsvarious main circuits are analysed.Some key problems on developing TSC deviceare introduced,i.e.the criterion of switched capactor,the data detectionmethod,zero-voltage switching-on,and the triggering circuit for thyristors.key words:reactive power compensation；thyristor；thyristor switched capactor；zero-voltage triggering 1引言静止无功补偿装置（SVC）是配电网中控制无功功率的装置，它根据无功功率的需求，对无功器件（电容器和电抗器）进行投切或调节。

传统的无功补偿装置采用机械开关（接触器或断路器）投切电容器，开关触头易受电弧作用而损坏。

TCR的工作特性及无功补偿方案研究

TCR的工作特性及无功补偿方案研究孟杰【摘要】TCR型静止无功补偿器能够快速跟踪负荷的变化并实现平滑调节,以满足负荷动态无功补偿快速、精确的要求.对TCR的工作特性及其无功补偿方案进行分析与研究,以期为TCR在电力系统中的进一步应用提供参考.【期刊名称】《农业科技与装备》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】2页(P36-37)【关键词】TCR;无功补偿;谐波;电能质量【作者】孟杰【作者单位】辽阳电力设备制造有限公司,辽宁辽阳 111000【正文语种】中文【中图分类】TM47;TM761随着电力电子技术的发展，晶闸管控制电抗器（TCR）的应用越来越多。

TCR型静止无功补偿器可以安装在高压端，其工作电流小、损耗小，在10～35 kV电压等级应用广泛。

1.1 TCR补偿系统的拓扑结构在电力系统运行过程中，TCR与滤波器协同工作联结于系统之中，对系统进行无功功率补偿。

TCR无功补偿系统结构如图1所示。

由图1可以看出，整个系统主要包括电源、TCR、滤波器以及负载。

由于负载是随机变化的，而滤波器所供给的无功功率是定值；TCR是能够随着负载的变化而可控的，促使电力系统的无功处于平衡态。

这就是实现基于TCR无功补偿的简单过程。

TCR是一个能够实现连续可调的感性无功电源，滤波器在滤除谐波的同时相当于一个容性无功电源。

1.2 TCR的工作原理TCR的单相结构主要由电抗器和反向并联的晶闸管串联，将其与网络回路相并联，类似于感性负载组成的调压电路。

TCR的工作原理为通过控制晶闸管的导通角实现对电抗器的电流的控制，进而改变电抗器产生的感性无功。

晶闸管属于电力电子器件，晶闸管的触发角α的有效移相角是90～180°。

触发角为90°时，器件完全导通。

导通角δ=180°，电抗器线圈作为负载接于网络，能够有效地吸收基波电流和无功功率。

触发延迟角变化在90～180°范围内，晶闸管器件则为部分导通，其角度小于180°。

基于DSP的TSC无功补偿装置研究

基于DSP的TSC无功补偿装置研究孙田;李文斐;严双喜;嵇伟【摘要】介绍了几种常见无功补偿技术,并对各种补偿种技术的相关特性进行了分析.针对目前广泛应用的静止无功补偿技术(SVC),设计了一种基于DSP的晶闸管投切电容器(TSC)无功补偿装置.应用Matlab/SPS仿真软件,对TSC装置的建模并且对电网在进行功补偿前后的电压、电流和无功的变化情况进行了仿真.仿真结果表明,该装置系统控制策略的正确性并能明显改善电网电能质量.【期刊名称】《机电元件》【年(卷),期】2012(032)004【总页数】5页(P22-26)【关键词】晶闸管投切电容器;无功补偿;DSP;Matlab【作者】孙田;李文斐;严双喜;嵇伟【作者单位】江苏徐州供电公司,江苏徐州221008;河北省电力公司基建部安全质量处,河北石家庄050021;中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏徐州221008;中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏徐州221008【正文语种】中文【中图分类】TM9351 引言随着我国电力工业的快速发展，对电网实时进行无功补偿有着重要意义。

电力系统进行适当的无功补偿，可以稳定电网电压，提高功率因数和设备利用率，减小网络有功功率损耗，提高输电能力，并且提高系统运行安全性。

无功补偿装置一般可分为:同步调相机、固定补偿电容器 (FC)和静止无功补偿器(SVC)。

其中，调相机运行成本高，安装复杂，而固定补偿电容器的补偿容量有级，不能连续调节，并且可能与系统发生谐振逐渐被淘汰。

静止无功补偿装置(SVC)具有响应速度快，可连续调节无功功率输出的特点，目前应用最为广泛［1］。

2 静止无功补偿装器 (SVC)静止无功补偿装置 (Static Var Compensator，SVC)是相对于调相机而言的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。

其显著特点在于快速、平滑地调节容性和感性无功功率，实现动态补偿［2］。

SVC一般可分为七种类型:机械投切电容器(MSC)、机械投切电抗器 (MSR)、自饱和电抗器(SR)、晶闸管控制电抗器 (TCR)、晶闸管投切电容器 (TSC)、晶闸管投切电抗器 (TSR)和自换向或电网换向转换器 (SCC/LCC)。

TCR+FC型SVC的研究及MATLAB仿真

TCR+FC型SVC的研究及MATLAB仿真关键词：无功功率，SVC，三相平衡，功率因数1 引言随着电力工业的顺猛发展,越来越多的高能非线性电力装置以及现代家庭的电力电子器件的广泛应用,如电解槽,电弧炉,整流器,开关电源等,对电网构成严重危害,如低功率因数,电压波形畸变。

现在能源问题是世界范围都迫切面对的,对于有限的能源供给,在做到高效的利用就是一种极大的节约方式。

具体到电力能源上,也就是要电网电能的功率因数高,电压波形畸变小,保证电能高效高品质。

过去通常的作法是固定电容器补偿,其优点是装置简单,投入成本小。

但由于阻抗恒定,电容只能提供恒定的容性无功来平衡电网的感性无功,不能适应负载瞬时变化需要功率不同的特点,也就不能实现无功功率的动态补偿。

而且系统谐波容易被补偿电容放大,导致如过载,过热及损耗过大现象。

因此,在本论文里,设计用TCR+FC方式的SVC装置来解决电网无功功率的补偿问题,SVC系统的提供无功范围定为-300kvar到+300kvar。

用三相不控整流带L-R(阻抗负载)模拟三相对称电路,用晶闸管投切负载模拟瞬时扰动。

2 SVC系统工作原理图1为TCR+FC型SVC主电路图。

a、b、c为三相市电,经整流后接阻感负载,FC为容性无功功率补偿装置及滤波器组,滤波器在滤除5、7、11…等次谐波的同时对基波提供容性无功功率。

以A、B相间TCR为例,双向反并联晶闸管按相控方式互成180度触发,设晶闸管的控制触发角为α,由TCR的工作原理知,当α在90°到180°之间变化时,电抗器L中电流的基波分量I1与α之间的关系为:式中Umab—A、B相电压峰值;XL—与晶闸管串联电抗器感抗值。

α=90°时,晶闸管完全导通,I1最大;α=180°时, 晶闸管完全关断,I1为0。

因此,通过改变晶闸管的触发角就可以控制电抗器L 中的电流的大小。

即α在90°到180°之间变化时,TCR向系统提供的滞后电流基波无功分量是动态可调的[1]。

基于电弧炉运行数据嵌入技术的无功补偿仿真模型搭建

THE WORLD OF INVERTERS《变频器世界》April,2020基于电弧炉运行数据嵌入技术的无功补偿仿真模型搭建Reactive Compensation Simulation Model Buliding of Based Arc Data Field Data Embedding Tech no l ogy辽宁荣信兴业电力技术有限公司闻航(Wen Hang)洪利(Hong Li)吴思聪(Wu Sicong)摘要：含有电弧炉负荷现场的电气系统较为复杂，加之现场条件限制，无法给SVC提供较好的调试环境，相关控制参数只能依靠经验配置，人们尝试利用仿真软件如EMTDCs MATLAB等搭建仿真模型，预先对SVC投运后的效果进行仿真分析，搭建电弧炉负荷模型成为关键。

利用EMTDC的自带数据读取元件将某电弧炉负荷生产时的实际数据读取后转化为负荷模型，然后对其进行SVC补偿效果仿真研究，修正控制参数。

此参数经过现场实际验证，取得了较好的补偿效果。

关键词：电弧炉；PSCAD;SVC;File Reader元件Abstract:The electrical system of some arc furnace load containing sites is complex.Limited by the site condition in which sound commissioning environment cannot be provided for SVC,relevant control parameters can only be configured on the basis of experience.People try to use simulation software such as EMTDC and MATLAB to build the simulation model,and perform simulation analysis on the SVC operation performance.In this regard, how to build an arc furnace load model becomes a key element.The data reading element carried by EMTDC is used to read the actual data during an arc furnace load product!on,convert the data to a load model,perform SVC compensation effect simulation research and correct the control parameter.The parameter has been verified by the site and achieved sound compensation effect.Key words:Arc furnace;PSCAD;SVC;File reader element【中图分类号】TF806.6【文献标识码】B【文章编号】1561-0330(2020)04-065-031引言电弧炉比其他炼钢炉工艺灵活性大，能有效地除去硫、磷等杂质，炉温容易控制，设备占地面积小，适于优质合金钢的熔炼，因此很多冶炼厂家都在使用。

33kV级TCR+TSC型SVC控制策略及仿真研究

33kV级TCR+TSC型SVC控制策略及仿真研究作者：范巍王光磊安万洙王立春孟会永来源：《数字技术与应用》2018年第06期摘要：随着地区经济发展不均衡，负荷中心也提出了不同用电需求。

本文从电能控制调节的角度出发，采用面向负荷的控制策略进行动态无功补偿，以厄瓜多尔的HEI公司500kV超高压主干电网建设工程项目为设计背景，采用SVC动态补偿的典型组合TCR+TSC对控制策略进行研究。

仿真结果表明该控制策略是可行有效的。

关键词：TCR+TSC；动态补偿；控制策略；SVC；超高压中图分类号：TM761 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）06-0111-03随着我国经济快速发展，部分负荷中心无大电源支撑，甚至长期超过稳定极限运行。

因此，要求电网不仅需要安全稳定运行及较高电能质量，还需要具备一定的控制调节能力。

本文以Ecuador（厄瓜多尔）HEI公司500kV超高压主干电网建设工程项目为设计背景，采用SVC 动态补偿的典型组合TCR+TSC，具有谐波含量低，且响应速度快等特点。

这就能够较快地输出动态无功，提高电压稳定水平。

1 设计方案厄瓜多尔电网将规划新增4座500kV变电站，分别为500kV EI Inga变压站、500kV San Rafael变电站、500kV Tisaleo变电站及500kV Chorrillos变电站，SVC将安装在230kV母线的500kV Chorrillos变电站上。

届时，厄瓜多尔电网最高电压等级将提升至500kV，新增500kV 变电容量为3600MVA。

SVC示意图如图1所示，SVC由一个TCR分支、一个TSC分支和3个电容滤波器分支组成，电压等级为30kV，通过耦合变压器连接至230kV母线，无功输出容量值为为-30 Mvar （感性）至+120 Mvar（电容性）。

接入点系统条件设定最高电压245kV。

系统的额定频率为60Hz，最小频率为57.5Hz，最大频率为63Hz。

基于MATLAB的TCR-TSC型无功补偿装置（SVC）仿真研究

基于MATLAB的TCR-TSC型无功补偿装置（SVC）仿真研
究
孙楷淇
【期刊名称】《安徽电气工程职业技术学院学报》
【年(卷),期】2011(016)B10
【摘要】本文阐述了一种TCR-TSC型无功补偿装置（SVC）设计,对系统级模型进行理论分析,利用了交流无触点开关系统与矢量控制系统,采用MATLAB对模拟系统进行了仿真,仿真结果表明了该设计方法的正确性和有效性。

【总页数】5页(P1-5)
【作者】孙楷淇
【作者单位】阜阳市供电公司,安徽阜阳236017
【正文语种】中文
【中图分类】TM761.12
【相关文献】
1.新一代智能型低压无功补偿装置为配网系统带来的变革——基于FST系列智能型积木式低压无功补偿装置的应用及效果分析 [J], 贾成荣
2.基于Matlab的静止无功补偿装置仿真分析 [J], 卫林林;孙岩洲
3.基于MATLAB的无功补偿装置的研究与仿真 [J], 王玥;赵茂胜
4.基于MATLAB的TCR-TSC型无功补偿装置(SVC)仿真研究 [J], 孙楷淇
5.基于瞬时无功功率理论的SVC系统研究与Matlab仿真 [J], 郑祎群
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TSC动态无功补偿研究

TSC动态无功补偿研究摘要：随着我国经济的迅速发展，交流电弧炉等不平衡、冲击性工业用电设备日益增多，由此产生了功率因数低、三相电压和电流不平衡等诸多电能质量问题。

TSC(Thyristor Switched Capacitor)又称晶闸管投切电容器，对综合解决上述电能质量问题有良好的效果，设计具有快速响应的、稳定性好的静止无功补偿器具有十分重要的意义。

关键词：TSC三相不平衡补偿无功功率是电力系统一种不可缺少的功率。

大量的感性负荷和电网中的无功功率损耗，要求系统提供足够的无功功率，否则电网电压将下降，电能质量得不到保证。

同时，无功功率的不合理分配，也将造成线损增加，降低电力系统运行的经济性。

提高系统稳定性和抑止系统电压波动及闪变已引起国内外学术界和工程界的高度关注，成为电工技术学科研究的热点问题之一。

目前主要措施是采用无功补偿装置，具有快速响应的无功补偿装置可以起到稳定系统电压、改善系统的不平衡、提高负荷的功率因数等作用。

一、TSC基本原理TSC的典型装置通常由两大部分组成：一部分为TSC主电路，它包括晶闸管阀、补偿电容器及阻尼电抗器：另一部分为TSC控制系统，主要由数据采集与检测、参数运算、投切控制，触发控制4个环节组成。

晶闸管阀通常有2种接线方式：2个晶闸管反并联和1个晶闸管与1个二极管反并联。

前者晶闸管阀承受最大反向电压高，为电源电压峰值，但投资较大，控制复杂：后者投资小，控制简单，但晶闸管阀承受最大反向电压高，为电源电压峰值的2倍，所以在选择使用哪种连接方式时，应根据技术、经济比较来确定。

二、TSC无功补偿主电路1.星形有中线这种接法优点在于，晶闸管电压定额降低，可以进行分相投切；但由于中线存在，对三倍次谐波无抑制作用，所以晶闸管电流定额增大，因此该接线方式适合系统电压波形畸变率很小且电网负荷三相不平衡的情况。

为了限制涌流和抑制谐波，通常在中线上加装限流电抗器。

2.星形无中线与星形有中线相比，该接线方式由于取消了中线，对三倍次谐波有抑制作用，对系统无污染：但需两相电容能形成回路，不能进行分相投切，因此，该方式不适合补偿电网负荷三相不平衡的情况。

基于空间矢量变换的TCR控制装置的仿真与设计

基于空间矢量变换的TCR控制装置的仿真与设计李铭;胡桂明;王威;杨丽【摘要】对负载侧进行无功补偿是改善电能质量问题的有效手段.TCR+ FC型SVC凭借其稳定的性能,相对低廉的造价成为用户的首选.通过MATLAB中的SIMULINk对基于空间矢量变换的补偿算法进行仿真,在此基础上,设计一种以DSP 芯片和CPLD芯片为核心的TCR控制装置,以解决现有SVC存在的响应速度较慢、晶闸管触发脉冲抗干扰性弱等问题.【期刊名称】《电气开关》【年(卷),期】2015(053)004【总页数】4页(P81-84)【关键词】晶闸管控制电抗器;静止无功补偿;复杂可编程逻辑器件;矢量变换【作者】李铭;胡桂明;王威;杨丽【作者单位】广西大学电气工程学院,广西南宁530004;广西大学电气工程学院,广西南宁530004;广西大学电气工程学院,广西南宁530004;广西大学电气工程学院,广西南宁530004【正文语种】中文【中图分类】TM71随着我国工业和科技的飞速发展，诸如电气化铁路、轧钢机、电弧炉等具有非线性、不平衡性等特性的冲击性负荷，在电网中的比例逐年升高。

在负载侧进行无功补偿以成为改善电能质量问题的有效手段。

TCR(Thyristor Controlled Reactor，晶闸管控制电抗器)型SVC(Static Var Compensator，静止无功补偿装置)具有结构简单、技术成熟、实用便利等优点，所以目前乃至今后一定时间它仍将是用户进行无功补偿时的首选[1,2]。

针对TCR的补偿算法现在有很多，例如特定时刻采样法、平均功率法等，但都有各自的局限性和缺点。

本文采用基于空间矢量变化的补偿算法，以DSP芯片和CPLD芯片为核心，设计一种TCR控制装置，用以解决现有算法和装置存在的响应速度较慢、晶闸管触发脉冲抗干扰性弱等问题。

2.1 与对称分量法斯坦门茨(C.P.Steinmetz)平衡化原理主要用于对三相不对称负荷进行补偿，并且可以实现分相补偿。

电弧炉动态无功补偿装置的研制及应用

２ＳｅｙｎａｔｇｎｏｇｇＩｄｓｙＣ．Ｌｄ，ｈｎａｇ１０４，ｉｎｎ，ｈｎ）．ｈｎａｇＣｓｎｄｒｉｕｔｏ，ｔ．Ｓｅｙｎ１１２ＬａｉｇＣｉａｉａＦｎｎｒｏＡｂｔａｔＴｅｅｅｔｉｒｒａｅｉｈｇ－ｎｒｙｃｎｕｐｉｎｓｅｔｇｅｕｐｎｅｃｓｅｌｎｕｔｙｓｒｃ：ｈｌｃｒｃａｃｆｎｃｉｈｅｅｇｏｓｍｔｍｌｎｑｉｍｅｔｎｔａｔｔｅｄｓｒ．ｕｓｏｉｉｈｓｉ
器型静止无功补偿装置。由于单独的ＴＲＣ只能吸收感性
Ｉ变器 —－波一网流 — Ｉ滤—卜电 —Ｉ一＋一
廿
谐波器滤波器电网
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匝 ● 圃埋裁黔
Ｉ
谐波器电流，
滤波器
电网
图１ＴＲ＋ＣＳ主回路接线图ＣＦ型ＶＣ
开发辅助装置提高电效以降低钢液熔炼耗能，同时消除对电网电能质量的影响成为可能。作者基于
ＴＲＦ型Ｓ动态无功补偿及滤波装置，设计制作了Ｃ＋ＣＶＣ
０５０５．．，远低于电业标准规定的工业企业功率因数大～７于０９的要求。此外，谐波和无功功率还对电网或相．２关设备产生严重的影响和危害，工业供电对这两个重
ｄｖｃｔｉｅｉｅｏｍｐｒｖｈｅｅｃｅｙｏｆｅｅｔｉｉｏｅｔｆｉｎｃｌｃｒｃｔｅｕｃｔｅｌｃｒｃａｃｆｒａｅｅｒｏｕｍｐｉｎ．Ｔｈｉｙ，ｒｄｅｈｅｅｔｉｒｕｎｃｎｅｇｃｎｓｙｔｏｅｑｕｌｔｗｅｅｗｏｒｒｍｐｏｅｔｓｍｅｔｍｅｒｍａｋｂｅｒｓｔｒｂｔｉｅｎｆｅｄｏｎｒａｉｏｆｐｏｒｎｔｙｋｗｅｅｉｒｖｄａａｉ，ｅｒａｌｅｕｌｓｗｅｅｏａｎｄｉｌｆｅｅｇｉｙｓｖｎｇａｄｃｎｓａｉｎｏｕｍｐｉｎｒｄｕｔｏｔｏｅｃｉｎ．

基于MATLAB的TCR_TSC型无功补偿装置_SVC_仿真研究_孙楷淇

收稿日期：2011-06-12作者简介：孙楷淇（1981-），男，山东烟台人，硕士，主要从事无功补偿、配网运行维护的研究。

E-mail ：skq23@126．com 基于MATLAB 的TCR-TSC 型无功补偿装置（SVC ）仿真研究孙楷淇（阜阳市供电公司，安徽阜阳236017）摘要：本文阐述了一种TCR-TSC 型无功补偿装置（SVC ）设计，对系统级模型进行理论分析，利用了交流无触点开关系统与矢量控制系统，采用MATLAB 对模拟系统进行了仿真，仿真结果表明了该设计方法的正确性和有效性。

关键词：TCR ；TSC ；无功补偿；SVC ；MATLAB中图分类号：TM761+．12文献标识码：A 文章编号：1672-9706（2011）增刊-0001-05Simulation Research on TCR-TSC Static Var Compensator （SVC ）Based on MATLABSUN Kai-qi（Fuyang Power Supply Company ，Fuyang 236017，China ）Abstract ：A TCR-TSC static var compensator （SVC ）is designed in this paper．It is theoretically ana-lyzed that the SVC system-level model to use the AC non-contact switching system and vector control sys-tem．Then the model system is simulated by using MATLAB．Simulation results show the correctness and effectiveness of the design．Key words ：TCR ；TSC ；reactive power compensation ；SVC ；MATLAB1无功补偿在电力系统中的意义随着我国工业现代化的迅速发展，现代电力系统规模日益扩大，对电网运行的可靠性要求也越来越高。

毕业论文基于晶闸管投切电容器(TSC)的无功补偿研究

3.3.3电容器投切单元
3.2实现方案
3.3实验步骤
3.3.1接线
3.3.2调试步骤
3.4波形图
3.5数据记录
3.6结果分析
第4章基于NISTLAB的控制器系统仿真
4.1仿真软件介绍
4.2仿真模型的建立
4.3仿真结果及其分析
4.4本章小结
参考文献
致谢
基于晶闸管投切电容器（TSC）的无功补偿研究
电气工程及其自动化(专升本)专业
在当今的电力系统中，感应式异步电动机和变压器作为传统的主要的负荷使电网产生感性无功电流；同时，随着现代电力电子技术的发展，大功率变流、变频等电力电子装置在电力系统中得以广泛的应用，这些装置大多数功率因数很低，导致电网中出现大量的无功电流。无功电流产生无功功率，给电网带来额外的负担且影响供电质量。因此，无功补偿就成为保持电网质量运行的一种主要手段之一。
目前，世界各国都将无功补偿作为电网规划必不可少的一部分。然而，我国和世界上的发达国家（美国、日本）相比，无论从电网功率因数还是补偿深度来看，都有较大的差距。目前，美国、日本等发达国家补偿度达0.5以上，电网功率因数接近1.0，而我国补偿度仅为0.45。我国的电网，特别是广大农村电网，普遍存在功率因数低，电网损耗较大的情况。导致此现象的主要原因就是众多的感性负载用电设备设计落后，导致功率因数低，电压低。
摘要：冲击性负荷大量接入电网，引起电网电压波动和闪变、三相供电不平衡以及电压电流波形畸变等，造成电网电能质量的严重恶化。针对电力系统中无功补偿装置发展的现状，本文研究设计了一种基于晶闸管的ＴＳＣ型无功补偿装置控制器。该装置以实时检测为依据，以低压网为最佳补偿对象。
本文主要研究了无功补偿对电网性能的改善，无功补偿控制器的控制算法，以及控制器的软硬件设计。算法采用模糊控制，以电压无功及瞬时的电容器状态为输入，通过模糊推理得到电容器的最佳投切量和延时时间。控制器的核心芯片采用ＴＩ公司的ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２，它具有比其它单片机控制运算速度高，实时性好的特点。采用晶闸管与接触器相结合控制投切电容器，实现了电容器快速、无弧、无振荡。

TCR型SVC电弧炉补偿设计

×××钢铁有限公司35kV动态无功补偿(SVC)成套装置技术方案书×××有限公司目录1.整体方案说明 (4)２. TCR型SVC (5)２.1控制原理说明及框图 (5)２.2 SVC系统的组成及控制原理 (7)３.１电弧炉供配电系统和设备参数 (9)３.２电能质量技术指标 (10)４. SVC系统设计 (11)４.1 SVC容量计算 (11)４.2 SVC容量确定 (13)４.3 负荷实测数据分析对比 (15)４.4 滤波器FC设计 (16)５.１SVC保护配置 (20)６SVC招标范围及供货清单 (22)1.整体方案说明本工程所需补偿负荷为8M的电弧炉一台及4M精炼炉一台，负荷电压等级为35kV。

EAF炉和LF炉为特殊的冲击性负荷，在冶炼过程中快速的无功波动及冲击将会在电网中产生电压波动和闪变，另外由于EAF 炉和LF炉为非线性负荷，在运行过程中将产生各种高次谐波，污染电网，对电网中其它机电设备造成危害。

为此需在该工程的35kV母线上设置一套静止型动态无功补偿（SVC）成套装置。

TCR部分安装容量为8.5Mvar。

FC部分设置2、3、4次三个滤波通道，基波补偿容量8.5Mvar,安装容量12.6Mvar。

滤波装置（FC）配置滤波支路2HP 3HP 4HP 系统额定电压（kV）35 35 35 三相电容器装机容量（kvar）3600 4200 4800 额定调谐频率（HZ）100 150 200 接线方式单星单星单星单台电容器额定容量（kvar）300 350 400单台电容器额定电压（kV）8 6.75 5.75 每相电容器串并联数1并4串1并4串1并4串滤波电抗器额定电流（A）37.5 51.8 69.5滤波电抗器额定电感（mH）679.06 184.17 65.78２. TCR 型SVC２.1控制原理说明及框图２.1.1一般电力系统用户负荷吸收有功功率L P 和无功功率L Q 。

TSC型动态无功补偿半物理仿真系统设计

TSC型动态无功补偿半物理仿真系统设计生龙;暴正阳;陆锋【摘要】针对在研究冲击性负荷的无功补偿策略时面临的实验条件苛刻、成本高、危险性大等问题,提出了一种基于QuaRC平台和DSP控制器的TSC型动态无功补偿半物理仿真系统.根据典型冲击性负荷——点焊机的实际工况,在仿真环境中建立了实验对象,选取了一种无功补偿策略并在DSP控制器中实现.仿真结果符合实际情况,验证了本系统设计方案的合理性.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2019(049)002【总页数】6页(P24-29)【关键词】冲击性负荷;点焊机;晶闸管投切电容器;无功补偿;半物理仿真系统【作者】生龙;暴正阳;陆锋【作者单位】中国石油大学(北京)克拉玛依校区工学院,新疆克拉玛依834000;南京航空航天大学自动化学院,江苏南京211106;南京航空航天大学自动化学院,江苏南京211106【正文语种】中文【中图分类】TG438.20 前言无功功率的存在会导致输配电设备的视在电流和视在功率增大，带来损耗加大、用电端电压质量变差等问题。

从经济效益、节能减排和电能质量方面来讲都迫切需要对系统设备进行无功补偿[1]。

除了包含一般感性负荷的用电设备外，现代工业中冲击性负荷的运行对电网电能质量会造成恶劣影响，如功率因数低、产生谐波、引起电压波动、三相不平衡等[2]。

在冲击性负荷的无功补偿策略的研究中，晶闸管投切电容器（Thyristor Switch Ca-pacitor，TSC）因其控制简单、成本较低、跟踪快速等优势得到了广泛关注与应用。

然而具有冲击性负荷的用电设备多为大型用电设备，如交流电弧炉、汽车工业点焊机群、轧钢机以及电气化铁路等，在控制策略的研究设计阶段其实验条件难以满足。

一些研究存在实验条件苛刻、成本高、危险性大等问题，而采用半物理仿真（Hardware-In-the-Loop Simulation，HILS）可以在一定程度上规避这些问题。

TCR+TSC型SVC协调控制的仿真分析

第
卷第
期
� � � � � � � � � � - 10
年月 � � � � � � � � � � � � � � -
+
型
丽琴 1�2 �吴文宣 3
� ( 1. 福建省电力有限公司技术中心 � 福建福州 350007 2 . 福州大学电气工程与自动化学院 � 福建闽侯 35 0108 3. 福建省电力试验研究院福建福州 350007 )
� 晶 � � 闸管投切的电容器 ( 补偿措施 C+ C 型 C 是连续控制的无功补
� C ) 和晶闸管控制 � 的电抗器 ( 偿器谐波含量低而且响应速度快可快速改变发
C ) C
� 出的无功具有较强的无功调节能力提供动态无功这两种无功补偿器有各自的局限性
只调节电抗 � 器补偿感性无功 � C 只快速投切补偿从而提供动态电压支撑加快暂态电压恢复可将
电容器 � 补偿容性无功为扩大无功调节范围使无提高系统电压稳定水平功控制范围从容性无功变化到感性无功
C
式有
并联电容器 (FC ) 和
确快速地控制电压� 关键词 �静止无功补偿器 �晶闸管控制电抗器 �晶闸管投切电容器 �控制策略 �协调�控制目标
� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � C C, � � � � � � � � � C � � � � � � � � � C� .P � � � C � � AD � � � / � E� � M DC C � � � � � � � � � � � � � � � � C � � � � � -� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � .M , � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � C 1 0 10 � � � � � � � � � � � � � � 2 2� 0 � � � � � � . � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 中图分 � � � � 类号 � � � � � � 1 � . � � 文献标识码� 文章编号 � - 10 � � - 01 -

开题报告_电弧炉的无功补偿和闪变抑制

一、前言与课题研究的意义随着我国国民经济的快速发展，电力负荷急剧增大，特别是一些冲击性、非线性、不平衡负荷数量和容量的不断增长，使得电力系统中电能质量问题日趋严重，造成电气设备不能正常工作，严重时将引起保护装置动作，极大地影响了人们的生产生活秩序。

因此，提高和保证电力系统良好的电能质量具有重要的现实意义。

按照作用时间的不同，电能质量问题可以分为稳态问题和暂态问题。

稳态电能质量问题以波形畸变为特征，主要包括谐波、间谐波、波形下陷和噪声等；暂态电能质量问题通常是以频谱和暂态持续时间为特征，可分为脉冲暂态和振荡暂态两大类。

此外，按照电气量的不同，电能质量问题还可以分为电压质量问题和电流质量问题两个方面。

电压质量问题指会影响用户设备正常运行的不理想的系统电压，包括电压闪变（Flicker）、瞬时过电压（Swell）、波形畸变（Harmonics）、三相电压不平衡（Unbalance）等情况；电流质量问题指电力电子设备等非线性负荷给电网带来的电流畸变，以及无功和不平衡电流、低频负荷变化造成的闪变等。

在实际中，电压电能质量问题和电流电能质量问题是密不可分、相互影响的。

在配电网中，电弧炉（Electric Arc Furnace，包括直流电弧炉和交流电弧炉）是一种较大的干扰性负荷。

由于电弧炉炼钢在技术经济上的优越性，国内外绝大多数的炼钢企业将电弧炉作为首选；但是，作为一种严重的冲击性、非线性负荷，电弧炉对于电能质量的影响是十分严重的。

以电压闪变为例，对于电弧炉冶炼过程中无功波动而导致的低频电压波动，当波动频率在8.8Hz时，即使波动范围只有0.25%，其所引起的白炽灯照明闪变，也足以使人感到不舒服，甚至难于忍受。

尤其是当电弧炉接入短路容量相对较小的配电网时，其所引起的电能质量问题，会危害到连接在公共供电点上的其他用户的正常用电。

因此，为了解决电弧炉的电能质量问题，必须就地进行包括快速无功补偿在内的一系列补偿措施。

TSCTCR综合性无功补偿器

摘要本文阐述为TSC+TCR综合性无功补偿器，运用多路晶闸管投切电容器TSC 和一路晶闸管控制电抗器TCR的组合，提高系统功率因数至额定值（本方案为0.9）。

TSC投入系统可补偿系统无功，控制投入系统的TSC支路，多路TSC以阶跃方式补偿，因此导致无功补偿断续。

增加TCR电抗器补偿，控制晶闸管导通角度，抵消TSC可能导致的补偿过度，使补偿连续。

本方案为4路TSC与1路TCR的组合无功补偿器，目标功率因数0.9，当负载功率因数小于0.9，则启动系统进行补偿，当功率因数大于等于0.9，则维持原样不变。

本文从TSC何TCR基本电路开始说明，阐述系统总的运作流程和电路原理，然后分点阐述方案运行子模块，其中包括检测电路，触发电路和控制电路。

最后进行设计仿真，给出仿真波形，分析波形和系统误差等。

所有方案设计均用MATLAB软件实现，包括Simulink画电路图仿真，编程等。

关键字：TSC TCR 无功补偿功率因数晶闸管绪论通过长期的实践，人们已经普遍认识到，通过一定方式可增强线路的稳定输送功率，线路的电压波形也可通过并联合适的无功补偿器得到控制，无功补偿器的目的就是改变输电线路的自然电气特性，使之能够满足需求。

在轻载条件下，一般采用各种并联、固定或机械开关连接的电抗器来减小路过电压；而在重载条件下，同样也可以采用并联、固定或机械开关连接的电容器来维持电压幅值。

在早期的交流功率的传输中，机械开关已用于粗略的控制无功的产生和吸收。

对于无功功率的产生和吸收的连续暂态补偿系统，最初是由过励磁或欠励磁同步旋转电机来实现，后来则由饱和电抗器加上固定电容共同来实现。

自20世纪80年代开始，与电容器和电抗器串联的大功率线性换流晶闸管就已用于各种补偿电路之中，它可以产生可变的无功输出，从效果上看，它比机械开关更可控且方便，因此越来越受到人们的重视。

目录摘要 (I)绪论 (II)1、方案原理说明 (1)1.1晶闸管控制电抗器TCR (1)1.1.1基本组成 (1)1.1.2控制原理 (1)1.2晶闸管投切电容器TSC (2)1.2.1基本组成 (2)1.2.2控制原理 (2)1.3晶闸管投切电容器TSC与晶闸管控制电抗器TCR组成的无功发生器 (3)1.4总原理图 (4)1.4.1原理框图 (4)1.4.2原理电路图 (5)2、各子模块设计原理 (6)2.1脉冲发生电路 (6)2.1.1 TSC脉冲发生电路 (6)2.1.2 TCR脉冲发生电路 (6)2.2投切控制电路 (7)2.2.1 TSC控制电路 (7)2.2.2 TCR控制电路 (9)2.3功率因数λ求解电路 (9)3、仿真 (10)3.2λ<0.9，n路TSC补偿 (10)3.2 λ<0.9，n路TSC补偿+TCR补偿 (12)3.3 λ>=0.9系统补偿 (15)实验感想 (15)参考文献 (16)附录总原理图 (17)1、方案原理说明1.1晶闸管控制电抗器TCR1.1.1基本组成如图1-1所示，即为最基本的单相晶闸管控制电抗器的原理图。