SVC的SIMULINK仿真分析

1、SVC1、概述1.1基本概念靜止無(wú)功功率補(bǔ)償器（SVC可以根StaticVarCompensatorSVC）是指其輸出隨電力電子系統(tǒng)特定的控制參數(shù)變化的并聯(lián)連接的靜止無(wú)功功率發(fā)生裝置或無(wú)功功率吸收裝置。據(jù)系統(tǒng)無(wú)功功率的需求或電壓的變化自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償。SVC的一個(gè)重要特征是主要依靠晶閘管等電力電子器件完成調(diào)節(jié)或投切功能，它可以頻繁地調(diào)節(jié)或投切，其動(dòng)作速度是毫秒級(jí)的，遠(yuǎn)比機(jī)械設(shè)備的動(dòng)作速度要快。SVC的基本作用是連續(xù)而迅速地控制無(wú)功功率，并通過(guò)發(fā)出或吸收無(wú)功功率來(lái)控制它所連接的輸電系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)電壓。因此，SVC的顯著特點(diǎn)是能快速、平滑調(diào)節(jié)容性或感性無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。1.2SVC的類(lèi)型現(xiàn)今的SVC

2、類(lèi)型有晶閘管控制電抗器口投切電容器Reactor（ThyristorSwitchCapacitorTSCD、晶閘管投切電抗器TSRD、晶閘管控制高阻抗變壓器叮和飽和電抗器（SaturationReactorThyristorControlReactorTCR）、晶閘管（ThyristorSwitchThyristorControlTransformerTCT）SR）等，基本類(lèi)型是TCR和TSC。SVC需要在一定的條件下才能實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的連續(xù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，通常的方式有：TCR+TSC，TCR+FC（或MSCD、TCR+FCD或MSCD。TCR+TSC+FCD或MSCD。本文使用的方式為2、晶閘管控制

3、電抗器和并聯(lián)電容器的配合使用（TCR+FC或MSCDD這種連續(xù)調(diào)節(jié)是依靠調(diào)節(jié)2.1晶閘管控制電抗器的基本原理SVC的優(yōu)越性是它能連續(xù)快速調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置的無(wú)功功率輸出。TCR中晶閘管的觸發(fā)延遲角a得以實(shí)現(xiàn)的，因此SVC的核心是TCR。TCR為SVC中的重要一TCR的單相原理圖如圖員，主要起可變電感的作用，實(shí)現(xiàn)感性無(wú)功功率的快速、平滑調(diào)節(jié)。1所示，其基本結(jié)構(gòu)就是兩個(gè)反并聯(lián)的晶閘管與一個(gè)電抗器相串聯(lián)。為了能夠承受實(shí)際線路上的高電壓和大電流，應(yīng)該允許有若干個(gè)晶閘管串聯(lián)后組成一個(gè)等效的晶閘管。這樣的電路并入到電網(wǎng)中就相當(dāng)于電感性負(fù)載的交流調(diào)壓電路，即此時(shí)電路可視為交流調(diào)壓器帶純電感負(fù)載的情況。為保證兩晶閘

4、管V1、V2在正負(fù)半周可靠、對(duì)稱導(dǎo)通，應(yīng)采用寬脈沖或脈沖列觸發(fā)。改變晶閘管的控制角a，流經(jīng)電抗器的電流波形將發(fā)生變化，而使電流波形中的基波分量發(fā)生變化，這相當(dāng)于改變了電抗器的感抗，使TCR等效于一個(gè)連續(xù)可變的電感器。圖1TCR單相原理圖設(shè)導(dǎo)通角為0，它與a角的關(guān)系為0=2（n-aD,減小0，則電流中基波分量減小，這相當(dāng)于增大電抗器的感抗，減小基波無(wú)功功率。設(shè)u=2Usint，則當(dāng)控制角a=90時(shí)，電抗器（L）呈純電感性，流過(guò)電抗器的電流波形滯后電源電壓90，晶閘管為全導(dǎo)通，導(dǎo)通角為e=180,此時(shí)電流波形連續(xù)且為一正弦波，即2Ucost式中，U為電源電壓有效值，X=L為電抗器的基頻電皿L由于純

5、電感負(fù)載的功率因數(shù)角二90,故在0a90范圍內(nèi)雙向晶閘管處于失控狀態(tài)，已不能通過(guò)a變化來(lái)改變I大小。L當(dāng)a90，電感中電流I將受到控制，L即隨著a角的增大，電感電流基波分量I相應(yīng)L1減小，電抗器的等效電抗增加；在電感電流可控條件下，電抗器等效電感值U隨之IL1可控，繼而TCR吸收的感性無(wú)功功率UIL1U2也可以平滑調(diào)節(jié)，其規(guī)律是：L近180時(shí)，電流接近0；a接近90時(shí)，Q接近Q。此時(shí)，電流值maxi由周期分量L非周期分量i合成，即22UCOstXL2Uicosa-etXL式中，T為電路時(shí)間常數(shù)。忽略電阻時(shí)，T為無(wú)窮大，故得2Ucosa90a180時(shí)，電流L1式中，于開(kāi)路。XL2U(-cosa-

6、cost)XLi中的基波分量為L(zhǎng)0，sin02兀一2a+sin2aI、U分別為電流基波分量和電壓的有效值，L1a=90時(shí)，電抗值等于接在線路中的電抗本身；當(dāng)X為基波下電抗器的電抗值。La=180時(shí)，電抗值最大，等效90a180時(shí)，TCR的等效電抗值與控制角a之間的關(guān)系為X=XLl2兀一2a+sin2a這相當(dāng)于增大電抗器上的有效電感，減小基波無(wú)功功率。增大a，則電流中的基波分量減小，2.2晶閘管控制電抗器和電容器的配合使用圖2TCR+FC型靜止無(wú)功功率補(bǔ)償裝置原理圖Q為并聯(lián)電容器組發(fā)出的超前無(wú)功功率，且為固定值；Q為補(bǔ)償電抗器吸收的無(wú)功CL功率；Q為負(fù)荷側(cè)所需要的無(wú)功功率；FQ為系統(tǒng)所提供的無(wú)功

7、功率；SQ為由LCTCR調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出的無(wú)功功率。當(dāng)負(fù)載滯后而無(wú)功功率Q變化時(shí)，可連續(xù)控制滯后無(wú)功功率FQ，L使(Q-Q)變化。如當(dāng)LCQ增大時(shí)，則晶閘管控制的電抗器耗用的無(wú)功功率FQ減小，La角增大；而當(dāng)Q減小時(shí)，則FQ增大，La角減小。即不管負(fù)載的無(wú)功功率QF如何變化，總要使由系統(tǒng)供給的無(wú)功功率Q二QSF，Q-Q常數(shù)，以限制電壓的閃變。LC3、SVC(TCR+FC)仿真3.1仿真模型iContinuouspowerguiScopeContinuouspowergui-J5kmQy)6KV50HZ50KVA6KV/400Vad-Q-O-VmignmlrmsToWorkspaceRMSScop1PulseGenerator帀PulseGeneratorlJUl圖3SVC仿真模型a.+T5km(J)BKV50HZQ-50KVABKV/400VPulseGeneratorPulseGenerater12di+jibo2C圖測(cè)量基波值的子系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置如下：1、A=zeros(1,19);B=zeros(1,19);fora=0:5:90;t,x,y=sim(untitled,0.2);i=a/5+1;A(i)=a;B(i)=u(end);endplot