靜止無功補(bǔ)償(SVC)技術(shù)(完整版)實(shí)用資料

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國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)適用技術(shù)評(píng)估報(bào)告靜止無功補(bǔ)償(SVC)技術(shù)（完整版）實(shí)用資料(可以直接使用，可編輯完整版實(shí)用資料，歡迎下載）靜止無功補(bǔ)償（SVC）技術(shù)1技術(shù)原理1.1概述SVC（StaticVarCompensator）——靜止無功補(bǔ)償器，其靜止是相對(duì)于發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)等旋轉(zhuǎn)設(shè)備而言的。它可快速改變其發(fā)出的無功，具有較強(qiáng)的無功調(diào)節(jié)能力，可為電力系統(tǒng)提供動(dòng)態(tài)無功電源、調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓，當(dāng)系統(tǒng)電壓較低、重負(fù)荷時(shí)能輸出容性無功；當(dāng)系統(tǒng)電壓較高、輕負(fù)荷時(shí)能輸出感性無功，將供電電壓補(bǔ)償?shù)揭粋€(gè)合理水平。SVC通過動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)無功出力，抑制波動(dòng)沖擊負(fù)荷運(yùn)行時(shí)引起的母線電壓變化，有利于暫態(tài)電壓恢復(fù)，提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定水平。1.2SVC工作原理SVC技術(shù)是靈活交流輸電（FACTS）技術(shù)之一，根據(jù)結(jié)構(gòu)原理的不同，SVC技術(shù)又分為：自飽和電抗器型（SSR－Self－saturableReactor）、晶閘管相控電抗器型（TCR－ThyristorControlledReactor）、晶閘管投切電容器型（TSC–ThyristorSwitchedCapcitor）、高阻抗變壓器型（TCT）和勵(lì)磁控制的電抗器型（AR）等。隨著大功率電力電子器件制造技術(shù)的發(fā)展，SVC從早期的SSR過渡到TCR/TSC方式，并成為SVC的主流實(shí)用技術(shù)。國(guó)外TCR/TSC型的SVC裝置從上世紀(jì)70年代投入商業(yè)運(yùn)行以來，其裝置集成技術(shù)、控制原理、設(shè)備制造技術(shù)已趨于成熟，是目前仍廣泛使用的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備。從裝置構(gòu)成來看，TCR型的SVC裝置主要由濾波/電容支路和TCR支路組成，其接線示意圖見圖7－1，輸出特性見圖7－2。國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)適用技術(shù)評(píng)估報(bào)告圖7－1TCR型SVC主接線原理圖圖7－2TCR型SVC輸出特性從TCR型SVC接線結(jié)構(gòu)可知，其無功調(diào)節(jié)是通過電力電子器件（晶閘管）控制常規(guī)電感/電容元件來實(shí)現(xiàn)的。圖7－3為單相TCR接線原理圖及電流電壓波形。TCR控制系統(tǒng)通過改變晶閘管的觸發(fā)時(shí)刻控制主回路電流大小，從波形圖可見只有當(dāng)觸發(fā)角為90o時(shí)電流方為正弦，其他觸發(fā)時(shí)刻TCR回路電流將含有高次諧波，其諧波含量見圖7－4。國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)適用技術(shù)評(píng)估報(bào)告e圖7－3單相TCR工作原理10.06fundpu基波電流0.40.020.20.0101800.60.85th7th11th13th0.050.040.03pu諧波電流90100120140觸發(fā)角1601.3與同類技術(shù)對(duì)比與SVC具有類似靜止型動(dòng)態(tài)無功調(diào)節(jié)性能的技術(shù)為靜止無功發(fā)生器，即SVG（StaticVarGenerator），亦稱為STATCOM，ABB公司的產(chǎn)品名稱為SVCLight。從名稱上雖然前者為補(bǔ)償器，后者為發(fā)生器，差別不大，而實(shí)際其技術(shù)原理完全不同。國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)適用技術(shù)評(píng)估報(bào)告圖7－5概念化的STATCOM主接線原理示意圖STATCOM的基本原理是通過可控關(guān)斷電力電子元件來生成與系統(tǒng)電壓成一定角差的信號(hào)注入電力系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)無功生成的目的。其裝置的核心部分為逆變器，常見的逆變器有兩種主要構(gòu)成方式，一種為多重化/多電平方式，另一種為鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，各有優(yōu)缺點(diǎn)。（a）容性工況（b）感性工況圖7－6STATCOM輸出特性多重化/多電平STATCOM是三相運(yùn)行的對(duì)稱設(shè)備，這是由于STATCOM的無功電流需要在三相之間相互交換，尚不具備在系統(tǒng)嚴(yán)重不平衡情況下的運(yùn)行能力。鏈?zhǔn)絊TATCOM是單相構(gòu)造設(shè)備，仍需要大量的電容器，只是將SVC所需的交流電容器折算至直流側(cè)使用。因此，鏈?zhǔn)絊TATCOM非真正意義上的無功“發(fā)生器”，優(yōu)點(diǎn)是不產(chǎn)生諧波及低電壓時(shí)的運(yùn)行特性較好。投入電網(wǎng)運(yùn)行的STATCOM容量較大，一般均采用GTO器件，因GTO是電流驅(qū)動(dòng)型，器件損耗太大，不是發(fā)展方向，目前采用IGCT替代，商業(yè)化IGCT的容量還較小，且價(jià)格高。STATCOM作為一項(xiàng)前瞻性研究的新技術(shù)，具備諸多優(yōu)點(diǎn)，如占地面積比SVC少、可提供瞬時(shí)有功功率（取決于儲(chǔ)能部件）等，當(dāng)然也有一些缺點(diǎn)。SVC是成熟技術(shù)，也是處于發(fā)展中的技術(shù)，國(guó)外仍在不斷加大SVC的更新和研發(fā)力度。STATCOM與SVC的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比見表7－1。國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)適用技術(shù)評(píng)估報(bào)告表7－1STATCOM與SVC的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比比較項(xiàng)目開關(guān)元件STATCOM可控關(guān)斷元件TCR/TSC型SVC晶閘管響應(yīng)速度～15ms低電壓特性裝置復(fù)雜程度占地不平衡情況下的運(yùn)行能力裝置容量技術(shù)成熟度好高小一般目前最大容量?jī)H做到SVC的一半尚處于發(fā)展期差一般大好多套超過500Mvar的SVC在輸電系統(tǒng)運(yùn)行成熟，但仍在發(fā)展損耗％造價(jià)約為SVC的2倍以上國(guó)產(chǎn)約180元/kvar按照CIGRE會(huì)議SCB4研究委員會(huì)關(guān)于電力電子技術(shù)發(fā)展規(guī)劃可知：STATCOM技術(shù)有著很好的發(fā)展前途，但要替代SVC技術(shù)必須克服兩個(gè)主要障礙，一個(gè)是價(jià)格，另一個(gè)則是損耗。1.4SVC調(diào)節(jié)控制策略SVC在容性和感性運(yùn)行區(qū)域內(nèi)連續(xù)可調(diào)以及快速響應(yīng)的特性，使電壓和無功雙參數(shù)綜合控制方式真正得以實(shí)施。并且可以解決系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定問題和沖擊負(fù)荷的影響。針對(duì)電力配電系統(tǒng)的要求，SVC調(diào)節(jié)策略采用了電壓和無功雙參數(shù)綜合控制的方式，通過有載調(diào)壓變壓器與靜態(tài)無功補(bǔ)償器的優(yōu)化配合，可以改善電壓質(zhì)量、降低網(wǎng)損。而對(duì)于高壓輸電系統(tǒng)，SVC主要發(fā)揮提供動(dòng)態(tài)無功支撐、提高輸電容量、增強(qiáng)系統(tǒng)阻尼和降低網(wǎng)損等作用。輸電系統(tǒng)用SVC采用電壓控制方式即可實(shí)現(xiàn)所要求的控制目標(biāo)。圖7－7為應(yīng)用于鞍山紅一變國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用工程的調(diào)節(jié)控制框圖。TCR調(diào)節(jié)器主要針對(duì)電壓偏差、電壓振蕩和功率進(jìn)行控制。國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)適用技術(shù)評(píng)估報(bào)告圖7－7SVC控制框圖按照?qǐng)D7－7控制傳遞函數(shù)框圖建立SVC模型，應(yīng)用電力系統(tǒng)綜合程序?qū)VC在電力系統(tǒng)出現(xiàn)三永故障后的暫態(tài)過程進(jìn)行仿真，并與裝置RTDS動(dòng)模試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，證實(shí)其調(diào)節(jié)效果對(duì)抑制系統(tǒng)振蕩，提高系統(tǒng)阻尼具有較好效果。鞍山紅一變SVC在220kV母線近端三永故障后66kV母線電壓恢復(fù)過程的RTDS對(duì)照波形見圖7－8：（a）無SVC（b）有SVC圖7－8SVC對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的控制效果仿真對(duì)比鞍山紅一變SVC的調(diào)節(jié)策略采用多目標(biāo)、多反饋的調(diào)節(jié)方式，實(shí)現(xiàn)開關(guān)投切、變壓器分接頭、晶閘管觸發(fā)角協(xié)調(diào)控制，并考慮對(duì)低頻振蕩的阻尼及抑制SSR的能力，滿足電網(wǎng)各種運(yùn)行方式的要求。在示范工程實(shí)施過程中建立了以電力系統(tǒng)綜合程序?yàn)槠脚_(tái)的SVC靜、動(dòng)態(tài)模型，該模型可用于電力系統(tǒng)分析計(jì)算，特別是對(duì)電壓穩(wěn)定性分析計(jì)算，與實(shí)際裝置比較具有較好的擬合特性。從對(duì)調(diào)節(jié)策略的仿真和試驗(yàn)結(jié)果可見，我國(guó)在SVC輸電系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制研究已取得了重要的階段性成果，為SVC技術(shù)在輸電網(wǎng)的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)適用技術(shù)評(píng)估報(bào)告1.5SVC裝置制造核心技術(shù)SVC系統(tǒng)由多個(gè)不同部分組成，其構(gòu)成較復(fù)雜，裝置設(shè)計(jì)和制造中所涉及的專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域較多，包括電力電子、電力系統(tǒng)、高電壓、繼電保護(hù)、自動(dòng)控制、應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟機(jī)工程、通訊、工業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。SVC系統(tǒng)自上世紀(jì)60年代進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)行以來，其裝置設(shè)計(jì)經(jīng)歷了多次重大變革，如早期的SVC閥組采用的是汞弧閥，隨著大功率半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，電觸發(fā)的晶閘管（ETT）替換了汞弧閥。目前光直接觸發(fā)的晶閘管（LTT）已進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用，將再次推動(dòng)SVC技術(shù)的發(fā)展。而控制系統(tǒng)、觸發(fā)、冷卻等核心技術(shù)也隨著相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展和制造技術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展創(chuàng)新。通過對(duì)鞍山紅一變SVC國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用工程的研究項(xiàng)目成果的總結(jié)，并廣泛參考國(guó)內(nèi)外SVC應(yīng)用情況，認(rèn)為以下方面是SVC裝置制造的核心技術(shù)，它們反映了一個(gè)生產(chǎn)廠家技術(shù)水平的高低，也體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家基礎(chǔ)制造業(yè)的發(fā)展水平。（1）大功率晶閘管的串聯(lián)技術(shù)大功率晶閘管串聯(lián)技術(shù)是輸電網(wǎng)用SVC核心技術(shù)之一，該技術(shù)直接反映了制造廠的綜合實(shí)力。從目前各國(guó)際大公司所提供的SVC閥組結(jié)構(gòu)來看，閥層靜態(tài)及動(dòng)態(tài)均壓技術(shù)差別不大，主要原因一是由于大功率晶閘管制造技術(shù)和工藝趨于成熟，參數(shù)控制手段被廣泛采用，不同廠家產(chǎn)品參數(shù)雖有差異，但差別不大；二是大功率電力電子仿真理論和工具被廣泛認(rèn)同和使用。鞍山紅一變SVC國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用工程閥組每相為26對(duì)晶閘管反并聯(lián)層串聯(lián)構(gòu)成，單管耐壓值達(dá)6500V峰值，靜、動(dòng)態(tài)均壓效果接近或優(yōu)于國(guó)外類似容量閥組，閥組損耗較低，與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)同步。閥組的機(jī)械結(jié)構(gòu)各廠家差別較大。Siemens、Toshiba、中國(guó)電科院等公司采用的是臥式疊壓方式，ABB公司采用立式疊壓結(jié)構(gòu)，Alstom公司則采用了單對(duì)閥壓裝后級(jí)聯(lián)方式。對(duì)各種不同結(jié)構(gòu)方式進(jìn)行了對(duì)比情況見表7－2。表7－2閥組不同結(jié)構(gòu)方式對(duì)比情況比較項(xiàng)目占地結(jié)構(gòu)復(fù)雜性散熱與溫度均勻性壓力均勻性控制冷卻液泄露防護(hù)維護(hù)方便性臥式疊壓較大小好好可好立式疊壓小小較好好較難實(shí)現(xiàn)好單層級(jí)聯(lián)小大好較好好好國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)適用技術(shù)評(píng)估報(bào)告鞍山紅一變SVC國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用工程中采用了臥式結(jié)構(gòu)，與國(guó)際其他公司相比電氣和機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，并采用了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，從示范工程的實(shí)際應(yīng)用效果來看，閥組串聯(lián)技術(shù)已達(dá)到國(guó)際同類先進(jìn)水平。（2）全數(shù)字化控制保護(hù)系統(tǒng)SVC控制保護(hù)系統(tǒng)對(duì)SVC裝置得可靠性和運(yùn)行效果起到至關(guān)重要的作用。各大SVC供應(yīng)商均提供其控制保護(hù)平臺(tái)，如ABB公司的MACHII系統(tǒng)，Siemens公司的SIMADYND控制系統(tǒng)等。從歷史上看，SVC等電力電子裝置的控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從模擬式到數(shù)字式，直到目前的多微處理器系統(tǒng)。中國(guó)電科院在鞍山紅一變SVC所使用的全數(shù)字化控制保護(hù)平臺(tái)采用了分層分布式結(jié)構(gòu)，控制器采用DSP快速數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，使TCR控制系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間控制在10ms以內(nèi)，可以快速跟蹤負(fù)荷的無功需求變化進(jìn)行補(bǔ)償?？刂破鞑捎矛F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的可靠、快速數(shù)字信號(hào)傳輸，為實(shí)時(shí)記錄系統(tǒng)的故障、動(dòng)態(tài)刷新人機(jī)界面提供了保障?？刂葡到y(tǒng)具有多重監(jiān)控及保護(hù)功能，完成在系統(tǒng)各種異常情況下的可靠保護(hù)。監(jiān)控系統(tǒng)采用一體化工作站，并具有友好的全圖形化中文人機(jī)界面，便于控制和查詢故障類型和故障位置?？刂破鞯谋O(jiān)控及保護(hù)系統(tǒng)通過“通訊控制器”與上級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通訊規(guī)約聯(lián)接，這樣可以達(dá)到遠(yuǎn)方的監(jiān)視和控制，實(shí)現(xiàn)無人值守。閥基電子采用可編程邏輯陣列CPLD，不僅具備高可靠性，而且具備可擴(kuò)充性。整個(gè)控制系統(tǒng)平臺(tái)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，整體已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，部分技術(shù)有所創(chuàng)新。（3）閥組冷卻技術(shù)SVC閥組的冷卻方式包括自然風(fēng)冷、強(qiáng)迫風(fēng)冷、油冷、開放式水冷系統(tǒng)、全封閉式水冷系統(tǒng)等。從目前的應(yīng)用來看，自然風(fēng)冷、強(qiáng)迫風(fēng)冷方式僅被用于中小容量閥組的冷卻，從實(shí)際冷卻效果來看，溫度控制能力較差，結(jié)溫往往較高，且受環(huán)境影響較大，不利于采用大量串聯(lián)方式的晶閘管元件的靜、動(dòng)態(tài)均壓。油冷方式在SVC閥組中的應(yīng)用僅見于小容量SVC和非主流供應(yīng)商（原蘇聯(lián)廠家）。水冷方式在大容量的SVC閥組冷卻方式中最為常用，技術(shù)也趨于成熟。最新的全封閉式水冷系統(tǒng)因其散熱效率高、性能可靠、維護(hù)工作量小、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)而得以廣泛應(yīng)用。鞍山紅一變SVC裝置即采用了全密閉式循環(huán)純水冷卻方式，水冷系統(tǒng)的裝置設(shè)計(jì)和制造工藝已達(dá)到或超過了歐美等國(guó)際大公司的水冷系統(tǒng)，其自動(dòng)化水平也領(lǐng)先于國(guó)際大公司。國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)適用技術(shù)評(píng)估報(bào)告（4）晶閘管閥觸發(fā)技術(shù)采用ETT型晶閘管閥的SVC閥組觸發(fā)方式分為電磁觸發(fā)、電磁送能光電觸發(fā)和高壓取能光電觸發(fā)。電磁觸發(fā)因其噪音大、可靠性低、干擾大等缺點(diǎn)較少被國(guó)際大公司采用，電磁送能光電觸發(fā)方式具有光電觸發(fā)的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)電磁送能仍然存在噪音大、干擾大等缺點(diǎn)，ALSTOM公司SVC閥即采用此種方式。高壓取能光電觸發(fā)是目前最先進(jìn)的觸發(fā)技術(shù)，該觸發(fā)方式已在高壓直流輸電（HVDC）等工程實(shí)踐中得到應(yīng)用，其可靠性得到了時(shí)間的考驗(yàn)，但其缺點(diǎn)是取能回路相對(duì)復(fù)雜，且由于其工作在高壓大電流和沖擊工況下，是故障的高發(fā)點(diǎn)。據(jù)對(duì)SVC和HVDC故障統(tǒng)計(jì)表明，90％故障均與高壓取能相關(guān)。但從裝置總體可靠性統(tǒng)計(jì)來看，高壓取能光電觸發(fā)方式的可靠性優(yōu)于其他方式。中國(guó)電科院在充分考察現(xiàn)有觸發(fā)技術(shù)后，采用了高壓側(cè)直接取能方式的光電觸發(fā)及在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)在2001年開始用于工業(yè)用戶SVC，并于2004年在鞍山紅一變SVC國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用工程中成功應(yīng)用，該觸發(fā)技術(shù)大大提高了整個(gè)系統(tǒng)的電磁兼容性能及可靠性。同時(shí)，由于高電位電子板是傳遞控制系統(tǒng)和晶閘管閥的轉(zhuǎn)換樞紐，在設(shè)計(jì)上采用了防止誤觸發(fā)的專有技術(shù)，并設(shè)置了di/dt、dv/dt檢測(cè)，以及BOD保護(hù)技術(shù)等。2國(guó)內(nèi)外應(yīng)用情況2.1SVC技術(shù)國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r與應(yīng)用情況SVC在國(guó)外已是成熟的技術(shù)，截至2000年，全世界已有超過400套、總?cè)萘?0Gvar的SVC在輸配電系統(tǒng)運(yùn)行，有超過600套、總?cè)萘考s40Gvar的SVC在工業(yè)部門使用。從1978年至2000年，ABB公司共提供輸電SVC約140套，從1972年至2000年，ABB公司共提供工業(yè)SVC約180套。Siemens公司供貨的數(shù)量大約為ABB公司的一半。ABB為世界范圍提供的大容量SVC工程見下表7－3。國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)適用技術(shù)評(píng)估報(bào)告表7－3ABB在世界范圍提供的大容量SVC工程輸電線路名稱CFE－CerrodeOroMexicoCFE－PiedelaCuestaMexicoCFE－MoctezumaMexicoTransGrid–SydneyAustraliaNorth.StatesPower－ForbesS/SUSAEdelca－SanGeronimoVenezuelaEdelca－LaHorquetaVenezuelaHQ－LaVerendryeIICanadaHQ－LaVerendryeICanadaSEGBA－RodriguezIIArgentinSEGBA－RodriguezIArgentinaCFE－TemascalMexico電壓等級(jí)400kV230kV230kV330kV500kV765kV765kV735kV735kV500kV500kV400kV額定容量300Mvar150Mvar300Mvar380Mvar800（200）Mvar580（580）Mvar580（580）Mvar445（445）Mvar445（445）Mvar426（320）Mvar426（320）Mvar1066（600）Mvar擬投運(yùn)時(shí)間2005200520052004199419851985198419841983198319822.2SVC在我國(guó)的應(yīng)用及運(yùn)行情況我國(guó)SVC在配電工業(yè)用戶廣泛使用，國(guó)內(nèi)自行生產(chǎn)的第一套SVC是由西電集團(tuán)于上世紀(jì)80年代引進(jìn)原BBC公司技術(shù)。90年代中期，中國(guó)電科院自主研發(fā)的第一代SVC裝置投入運(yùn)行。90年代末期，鞍山容信生產(chǎn)的SVC投入商業(yè)運(yùn)行，其技術(shù)全部引進(jìn)自原蘇聯(lián)。與此同時(shí)中國(guó)電科院自主研發(fā)的基于全新技術(shù)平臺(tái)的SVC裝置研制成功。從2000年開始，在國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)總體快速發(fā)展的背景下，國(guó)內(nèi)工業(yè)用戶對(duì)SVC的需求得到了快速發(fā)展。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，截止2004年國(guó)內(nèi)工業(yè)用SVC約有100套以上，其中約五分之一為進(jìn)口。我國(guó)輸電系統(tǒng)共裝設(shè)了7套SVC。其中6套為進(jìn)口，容量為105～170Mvar，安裝在5個(gè)500kV變電站，容量為100Mvar的鞍山紅一變國(guó)產(chǎn)化SVC工程為第七套。六套引進(jìn)SVC在特定時(shí)期為電力輸電系統(tǒng)發(fā)揮了積極的作用，具體情況是：（1）鄭州SVC使河南南北聯(lián)絡(luò)線輸送功率極限提高5％，500kV葛崗云線路穩(wěn)定極限提高8％，并有效穩(wěn)定了220kV母線電壓；（2）遼寧網(wǎng)500kV遼沙線并聯(lián)電抗器1990年11月發(fā)生故障，500kV電壓高達(dá)550kV，沙嶺SVC投入后，500kV電壓迅速降低到正常水平；（3）廣東江門SVC投入為穩(wěn)定電網(wǎng)電壓起了重要作用，在2005年“西電東送”國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)適用技術(shù)評(píng)估報(bào)告規(guī)劃工程中，仍對(duì)改善電壓穩(wěn)定性有好處；（4）鳳凰山SVC對(duì)湖北電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行作用巨大。對(duì)抑制500kV過高電壓，增加“西電東送”輸送容量、保證系統(tǒng)電壓穩(wěn)定、改善系統(tǒng)電壓水平、降低高壓網(wǎng)損意義重大。但六套引進(jìn)的SVC運(yùn)行效果并未達(dá)到理想的預(yù)期效果，主要原因是：（1）對(duì)中國(guó)電網(wǎng)了解不夠，與系統(tǒng)相互作用問題突出；（2）早期技術(shù)陳舊，自動(dòng)化程度低，對(duì)運(yùn)行人員素質(zhì)要求較高；（3）后期技術(shù)服務(wù)沒有跟上，又沒有技術(shù)升級(jí)措施等。目前由于技術(shù)陳舊，設(shè)備老化，國(guó)外公司技術(shù)支持不足等原因，所有六套引進(jìn)的輸電網(wǎng)用SVC全部退出了運(yùn)行。安裝在鞍山紅一變的SVC國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用工程在2004年8月正式投入運(yùn)行，9月通過了遼寧省電力公司的驗(yàn)收，11月通過了國(guó)家電網(wǎng)公司的驗(yàn)收。至今運(yùn)行狀況良好，可靠性較高，實(shí)現(xiàn)了科技向生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化及其工程化、實(shí)用化過程。鞍山紅一變SVC運(yùn)行效果顯著，主要體現(xiàn)在以下方面：（1）減少一次系統(tǒng)遠(yuǎn)距離輸送無功功率，降低一次網(wǎng)損?？墒瓜到y(tǒng)減少一次有功網(wǎng)損2.13MW；（2）提高紅一變二次系統(tǒng)電壓，降低二次網(wǎng)損?？墒辜t一變二次系統(tǒng)每年少損失電量約401.3萬kWh；（3）降低系統(tǒng)電壓波動(dòng)，提高電能質(zhì)量。投入SVC后，紅一變66kV西母電壓的波動(dòng)0.5%范圍內(nèi)，波動(dòng)很小，紅一變所帶的站前、繁榮等二次變電所10kV系統(tǒng)電壓的波動(dòng)也很小。SVC也使220kV電壓的波動(dòng)降低，大大地提高系統(tǒng)的電能質(zhì)量；（4）快速電壓支撐作用。SVC投運(yùn)以后，由于SVC的快速響應(yīng)能力，能夠在系統(tǒng)出現(xiàn)電壓跌落時(shí)，迅速支撐系統(tǒng)電壓；（5）改善了系統(tǒng)潮流分布。由于紅一變處于負(fù)荷中心，又是遼寧中部與南部電網(wǎng)連接的樞紐，正常紅東一、二線的潮流為南送潮流，由于紅一變的無功負(fù)荷較大，出現(xiàn)了紅東一、二線無功功率逆流，使南部系統(tǒng)的安全裕度降低。紅一變SVC投運(yùn)之后，紅東一、二線無功功率也向南送出，使系統(tǒng)潮流分布更加合理，系統(tǒng)更加穩(wěn)定；（6）提高了鞍山受電斷面的穩(wěn)定水平。由于送往紅一變的遼紅東、西線、紅前線、渾鞍線、新紅線五回線路的無功功率的減少，使鞍山受電斷面的穩(wěn)定水平有了一定的提高，這五回線路在用電高峰時(shí)輸送有功能力有了一定的提高。國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)適用技術(shù)評(píng)估報(bào)告3綜合效益分析由于建成的其他六套電力輸電系統(tǒng)用SVC進(jìn)口設(shè)備已退出運(yùn)行，無法進(jìn)行完整的效益分析，因此本報(bào)告僅對(duì)鞍山紅一變SVC的應(yīng)用效益進(jìn)行分析。3.1鞍山紅一變SVC應(yīng)用效益紅旗堡一次變電所是東北電網(wǎng)的樞紐變電所。它主要是為全國(guó)最大鋼鐵聯(lián)合企業(yè)——鞍山鋼鐵集團(tuán)公司及鞍山市部分廠礦、居民供電。紅一變一次系統(tǒng)是遼寧中部與南部電網(wǎng)連接的樞紐，220kV母線為東北電力系統(tǒng)電壓中樞點(diǎn)。紅一變?cè)幸慌_(tái)額定容量為60Mvar的調(diào)相機(jī)，由于設(shè)備陳舊，僅能發(fā)出20Mvar無功功率，動(dòng)態(tài)無功支撐能力低，系統(tǒng)電壓水平低，網(wǎng)損大，其二次66kV系統(tǒng)所帶鞍鋼和鞍山的主要負(fù)荷為沖擊性的軋鋼企業(yè)，這種負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)瞬間沖擊將造成電壓的較大波動(dòng)，甚至使同一電網(wǎng)的有些企業(yè)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在紅一變安裝以具有快速調(diào)節(jié)能力的SVC系統(tǒng)即靜止無功補(bǔ)償裝置后，替代原有調(diào)相機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)無功調(diào)節(jié)，將對(duì)穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，并抑制沖擊負(fù)荷造成的電壓波動(dòng)起到相當(dāng)大的作用，其經(jīng)濟(jì)效益非常顯著，紅一變SVC既是一個(gè)科技項(xiàng)目，也是將科技應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)際的工程項(xiàng)目，其主要經(jīng)濟(jì)效益表現(xiàn)為如下的幾個(gè)方面：（1）減少一次系統(tǒng)遠(yuǎn)距離輸送無功功率，降低一次網(wǎng)損由于紅一變是負(fù)荷中心，距離較大的發(fā)電廠較遠(yuǎn)，紅一變及南送所需120～250Mvar的無功主要通過遼紅東、西線、紅前線、渾鞍線、新紅線五回線路來自較遠(yuǎn)的發(fā)電廠，遠(yuǎn)距離輸送大量的無功可造成一定的有功損耗。SVC投運(yùn)之后，實(shí)現(xiàn)無功就地合理補(bǔ)償，大大地降低因遠(yuǎn)距離輸送無功造成的一次電網(wǎng)損失。根據(jù)東北電網(wǎng)EMS系統(tǒng)的計(jì)算，紅一變SVC平均容性無功出力在85Mvar（動(dòng)態(tài)65Mvar、固定電容器20Mvar），可使系統(tǒng)減少一次有功網(wǎng)損2.13MW，這樣，每年可使東北電網(wǎng)降低一次網(wǎng)損1865.9萬kWh，每kWh按0.4元計(jì)算，折合人民幣近743.6萬元。（2）提高紅一變二次系統(tǒng)電壓，降低二次網(wǎng)損通過SVC的優(yōu)化無功補(bǔ)償后，系統(tǒng)二次電壓基本穩(wěn)定并將電壓提高到最佳值，2003年紅一變66kV西母系統(tǒng)的平均電壓為64.85kV，紅一變SVC投入以后，使紅一變66kV西母系統(tǒng)的平均電壓提高到66.1kV，電壓提高后，電能的可變損失降低11.6%，可使紅一變二次系統(tǒng)每年少損失電量為：401.3萬kWh，每kWh按0.4元計(jì)算，折合人民國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)適用技術(shù)評(píng)估報(bào)告幣近160.5萬元。（3）與調(diào)相機(jī)比較減少有功電量的消耗過去紅一變用調(diào)相機(jī)進(jìn)行無功補(bǔ)償，年用電量為785萬kWh，附屬設(shè)備用電50萬kWh，年耗電共835萬kWh，調(diào)相機(jī)向系統(tǒng)發(fā)出每萬乏的無功年耗電為278萬kWh。用100MvarSVC代替調(diào)相機(jī)后，SVC向系統(tǒng)發(fā)出每萬乏的無功年耗電僅為13.98萬kWh。單位年少損失有功電量264.02萬kWh，相當(dāng)于比同容量（100Mvar的調(diào)相機(jī)）的調(diào)相機(jī)年少損失有功電量2640.2萬kWh，每kWh按0.4元計(jì)算，折合人民幣近1056.08萬元。（4）與調(diào)相機(jī)比較降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用由于紅一變調(diào)相機(jī)設(shè)備過于陳舊，維持其運(yùn)行還需要大量的投資，設(shè)備改造費(fèi)用就需100萬元以上，同時(shí)每年還繳納水費(fèi)近10萬元。目前SVC的維護(hù)費(fèi)用很小，到目前為止還未發(fā)生，相當(dāng)于每年節(jié)省近110萬元。（5）降低系統(tǒng)電壓波動(dòng)，提高電能質(zhì)量由于目前220kV系統(tǒng)的日電壓波動(dòng)較大，加上紅一變所帶的負(fù)荷具有一定的沖擊性，造成了紅一變二次66kV系統(tǒng)電壓的波動(dòng)較大，使紅一變系統(tǒng)所帶的站前、繁榮等二次變電所10kV系統(tǒng)電壓的波動(dòng)也較大，有時(shí)影響部分企業(yè)的正常生產(chǎn)，電能質(zhì)量達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。投入SVC后，紅一變66kV西母電壓的波動(dòng)0.5%范圍內(nèi)，波動(dòng)很小，紅一變所帶的站前、繁榮等二次變電所10kV系統(tǒng)電壓的波動(dòng)也很小。SVC也使220kV電壓的波動(dòng)降低，大大的提高系統(tǒng)的電能質(zhì)量，減少了用戶因電壓波動(dòng)而造成設(shè)備停運(yùn)的損失。（6）快速電壓支承作用由于紅一變系統(tǒng)所帶的負(fù)荷主要鞍山鋼鐵集團(tuán)公司的煉鋼、制氧、軋鋼等重要負(fù)荷，部分用電設(shè)備采用進(jìn)口設(shè)備，對(duì)電壓質(zhì)量要求較高，由于在系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障（如：紅一變送出66kV線路或其所帶的二次變二次側(cè)10kV短路）時(shí)，出現(xiàn)瞬間的電壓跌落，使在這一系統(tǒng)運(yùn)行的部分設(shè)備因失壓跳閘，甚至造成整個(gè)生產(chǎn)線的全停，使企業(yè)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。SVC投運(yùn)以后，由于SVC的快速響應(yīng)能力，能夠在系統(tǒng)出現(xiàn)電壓跌落時(shí)，迅速支承系統(tǒng)電壓，使用戶不至于因電壓的瞬間跌落造成跳閘停產(chǎn)，減少了用戶損失。（7）改善了系統(tǒng)潮流分布由于紅一變處于負(fù)荷中心，又是遼寧中部與南部電網(wǎng)連接的樞紐，正常紅東一、國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)適用技術(shù)評(píng)估報(bào)告二線的潮流為南送潮流，由于紅一變的無功負(fù)荷較大，出現(xiàn)了紅東一、二線無功功率逆流，使南部系統(tǒng)的安全裕度降低。紅一變SVC投運(yùn)之后，紅東一、二線無功功率也向南送出，使系統(tǒng)潮流分布更加合理，系統(tǒng)更加穩(wěn)定。（8）提高了鞍山受電斷面的穩(wěn)定水平由于送往紅一變的遼紅東、西線、紅前線、渾鞍線、新紅線五回線路的無功功率的減少，使鞍山受電斷面的穩(wěn)定水平有了一定的提高，這五回線路在用電高峰時(shí)輸送有功能力有了一定的提高。綜上所述，鞍山紅一變SVC項(xiàng)目年增收節(jié)支總和達(dá)2070.2萬元，其經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。3.2SVC技術(shù)所創(chuàng)造的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益SVC技術(shù)所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益不僅僅體現(xiàn)在其所依托的工程。SVC應(yīng)用技術(shù)所帶來的巨大市場(chǎng)前景還體現(xiàn)在科技向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的過程中。配電網(wǎng)工業(yè)用戶SVC隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展而形成了巨大的市場(chǎng)前景，2004年前國(guó)內(nèi)企業(yè)已簽訂了一百多套SVC工程合同，所創(chuàng)造的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益超過5億元人民幣，預(yù)計(jì)2005年將需求SVC約30余套。對(duì)于輸電網(wǎng)SVC，隨著“西電東送、南北互供、全國(guó)聯(lián)網(wǎng)”的實(shí)施，我國(guó)電網(wǎng)進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展的時(shí)期，電力輸電網(wǎng)SVC的應(yīng)用正進(jìn)入全面的實(shí)施階段。2005年國(guó)家電網(wǎng)公司計(jì)劃為川渝電網(wǎng)裝設(shè)輸電網(wǎng)SVC設(shè)備，與此同時(shí)，各網(wǎng)省公司也逐步將動(dòng)態(tài)無功支撐納入到其電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃中，包括華北電網(wǎng)公司、遼寧省電力公司、甘肅省電力公司、江西省電力公司等均進(jìn)行了較為深入的前期研究工作。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，2000年至2004年間國(guó)內(nèi)SVC所創(chuàng)造的產(chǎn)值以超過100％的速度高速發(fā)展，SVC實(shí)用化技術(shù)所創(chuàng)造的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模效益將進(jìn)一步提升，這對(duì)我國(guó)電網(wǎng)的發(fā)展將帶來深刻的影響，同時(shí)對(duì)科學(xué)技術(shù)向生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化帶來積極的示范作用。3.3社會(huì)效益分析我國(guó)的一次能源分布不平衡，水利資源主要集中在長(zhǎng)江、黃河上游及西南，煤炭資源集中在內(nèi)蒙、山西、陜西，而主要的負(fù)荷集中在華北京津地區(qū)、華東以上海為龍頭的長(zhǎng)江三角洲以及華南珠江三角洲一帶。這種情況下，國(guó)家提出了“西電東送、南北互供、全國(guó)聯(lián)網(wǎng)”的戰(zhàn)略決策。至2年我國(guó)西電東送的總?cè)萘繉⑦_(dá)到1.2億kW，國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)適用技術(shù)評(píng)估報(bào)告計(jì)劃到2005年將初步形成全國(guó)跨大區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)。與電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)的宏偉構(gòu)想形成鮮明反差的是我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)行中，長(zhǎng)期存在的一個(gè)問題是無功補(bǔ)償容量不足和配備不合理，特別是可調(diào)節(jié)的無功容量不足，快速響應(yīng)的無功調(diào)節(jié)設(shè)備更少。此外，電網(wǎng)的發(fā)展，系統(tǒng)穩(wěn)定性問題越發(fā)重要。近二十年來，世界各地由電壓穩(wěn)定和電壓崩潰引發(fā)的大面積停電事故，引起各國(guó)的高度重視，在我國(guó)電壓崩潰事故也多次發(fā)生。由于我國(guó)尚未建立起聯(lián)結(jié)緊密，堅(jiān)強(qiáng)的超高壓主干網(wǎng)架，互聯(lián)電網(wǎng)中各區(qū)域電網(wǎng)主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)尚不十分健全，整個(gè)互聯(lián)電網(wǎng)的穩(wěn)定問題比較突出。受穩(wěn)定極限限制，輸電線路的輸電容量遠(yuǎn)低于西方發(fā)達(dá)國(guó)家。同時(shí)，隨著互聯(lián)電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，在事故擾動(dòng)過程中影響和波及的范圍也將擴(kuò)大，電壓穩(wěn)定問題更為突出，電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平的因素呈現(xiàn)多元化，電網(wǎng)抗御多重故障能力差，穩(wěn)定極限水平低。在配電網(wǎng)方面，我國(guó)在上世紀(jì)80年代進(jìn)入經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展軌道以來，高污染，高耗能工業(yè)用戶如電氣化鐵路、冶煉、軋機(jī)等與高技術(shù)產(chǎn)業(yè)如IT、集成電路生產(chǎn)線、液晶生產(chǎn)線等對(duì)電能質(zhì)量的高要求形成了巨大的矛盾。供電電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)在此期間受到日益重視和關(guān)注。從1984年的“電力系統(tǒng)諧波管理暫行規(guī)定”，到電能質(zhì)量系列化國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，前后經(jīng)歷了近十年的時(shí)間。采用靜止無功補(bǔ)償器（StaticVarCompensator，SVC）是解決以上電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無功儲(chǔ)備和解決大多數(shù)電能質(zhì)量問題的最有效措施之一。而由于過去在電網(wǎng)中應(yīng)用的SVC均為進(jìn)口設(shè)備，只有國(guó)產(chǎn)小容量SVC在工業(yè)用戶中應(yīng)用過，但未形成規(guī)范的設(shè)計(jì)、安裝、試驗(yàn)、調(diào)試、驗(yàn)收投運(yùn)、調(diào)節(jié)控制策略以及檢修等規(guī)程，對(duì)SVC大規(guī)模推廣應(yīng)用形成了障礙。鞍山紅一變SVC應(yīng)用工程項(xiàng)目針對(duì)SVC核心技術(shù)進(jìn)行的工作為SVC的國(guó)產(chǎn)化打下了基礎(chǔ)，并通過產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作推動(dòng)了SVC的大規(guī)模應(yīng)用進(jìn)程。為解決上述問題提供了技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)可靠的方法，與國(guó)外產(chǎn)品對(duì)比，裝置造價(jià)約降低30～50％，同時(shí)為國(guó)家節(jié)省大量外匯。在SVC技術(shù)水平上，大量采用了目前國(guó)際先進(jìn)技術(shù)，其技術(shù)先進(jìn)性完全可滿足我國(guó)電網(wǎng)對(duì)SVC的要求。同時(shí)在項(xiàng)目研究中將SVC設(shè)備從原材料采購、制造、出廠試驗(yàn)、調(diào)試、驗(yàn)收、運(yùn)行維護(hù)到檢修等所有層面的標(biāo)準(zhǔn)化工作納入到項(xiàng)目研究的中來，并取得了豐碩的成果。這些成果對(duì)我國(guó)電網(wǎng)SVC的管理工作也將帶來巨大的社會(huì)效益。國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)適用技術(shù)評(píng)估報(bào)告4生產(chǎn)能力分析4.1國(guó)外相關(guān)制造業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)世界上第一臺(tái)電網(wǎng)用SVC由美國(guó)GE公司制造，1977年安裝于Tri－stateG&T系統(tǒng)，主要用于電壓控制，另一臺(tái)用于電壓及穩(wěn)定控制的SVC，由美國(guó)電科院（EPRI）主持及西屋公司制造，1978年安裝在明尼蘇達(dá)州（Minnesota）的動(dòng)力與照明系統(tǒng)。80年代初，西屋公司為加拿大提供250Mvar補(bǔ)償裝置一套，為新墨西哥州提供300Mvar補(bǔ)償裝置一套。而后，ABB、ALSTOM、Siemens和三菱等公司也分別開展包括TCR和TSC在內(nèi)的靜補(bǔ)裝置研究，并推出相應(yīng)的產(chǎn)品。經(jīng)過30年的發(fā)展，SVC在國(guó)外已是成熟的技術(shù)，至2000年全世界有近400套SVC在輸電系統(tǒng)運(yùn)行；超過600套、總?cè)萘考s25000Mvar的SVC在配電工業(yè)部門使用。4.2國(guó)內(nèi)相關(guān)制造業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)（1）中國(guó)電力科學(xué)研究院中國(guó)電力科學(xué)研究院電力電子公司是在輸配電及節(jié)電技術(shù)國(guó)家工程研究中心的基礎(chǔ)上組建的專業(yè)公司。主要從事電力電子技術(shù)、電能質(zhì)量技術(shù)、小波變換理論在電力系統(tǒng)的應(yīng)用等高新技術(shù)產(chǎn)品的研究與開發(fā)、生產(chǎn)以及銷售、技術(shù)咨詢和工程承包。其中包括SVC工程的設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試。中國(guó)電科院在靜止無功補(bǔ)償裝置的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、裝置設(shè)計(jì)上有長(zhǎng)期理論研究和裝置研發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，其2004年投運(yùn)的鞍山紅一變SVC系統(tǒng)采用了多項(xiàng)國(guó)際先進(jìn)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)。部分技術(shù)已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。在國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)該工程的驗(yàn)收中專家組一致認(rèn)為，鞍山紅一變100MvarSVC示范工程是國(guó)內(nèi)第一套應(yīng)用于輸電網(wǎng)的科技示范工程，擁有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。項(xiàng)目重點(diǎn)解決了輸電網(wǎng)SVC系統(tǒng)集成的一系列關(guān)鍵技術(shù)問題，接受了實(shí)際工程運(yùn)行的考驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了科技項(xiàng)目工程化?？刂葡到y(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)控制總線技術(shù)，由多個(gè)處理器共享數(shù)據(jù)資源，可適應(yīng)今后對(duì)裝置自動(dòng)化終端設(shè)備的要求，具備可擴(kuò)展性以及性能提升的便捷性，對(duì)相關(guān)輸變電設(shè)備的設(shè)計(jì)具有重要的借鑒意義。在國(guó)產(chǎn)化輸電網(wǎng)SVC調(diào)節(jié)控制策略及實(shí)現(xiàn)技術(shù)、多微處理器協(xié)調(diào)控制和多重監(jiān)控及保護(hù)技術(shù)等方面有重大突破；在SVC接入電網(wǎng)及與電力系統(tǒng)保護(hù)配合技術(shù)、大功率電力電子器件串聯(lián)及冷卻技術(shù)、基于DSP快速全數(shù)字化信號(hào)處理技術(shù)、高電位取能及光電光轉(zhuǎn)換技術(shù)、閥基電子技術(shù)等方面有所創(chuàng)新。項(xiàng)目提供了輸電網(wǎng)SVC國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)適用技術(shù)評(píng)估報(bào)告系統(tǒng)集成技術(shù)、仿真技術(shù)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)則、運(yùn)行維護(hù)導(dǎo)則和驗(yàn)收導(dǎo)則，為工程推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，在全國(guó)電網(wǎng)起到了示范作用。中國(guó)電科院在電力系統(tǒng)分析方面擁有國(guó)內(nèi)最強(qiáng)的技術(shù)力量和專家隊(duì)伍，有長(zhǎng)期從事電網(wǎng)系統(tǒng)研究的經(jīng)驗(yàn)。在SVC用于輸電網(wǎng)中的系統(tǒng)分析、電網(wǎng)穩(wěn)定性分析方面等具有較強(qiáng)的實(shí)力和優(yōu)勢(shì)。擁有SVC十多項(xiàng)國(guó)家專利，通過ISO9001質(zhì)量保證體系認(rèn)證。在SVC的制造與試驗(yàn)手段上，中國(guó)電科院擁有上千平米的凈化車間，現(xiàn)代化的表貼生產(chǎn)線，具備SVC批量化生產(chǎn)設(shè)備。目前中國(guó)電力科學(xué)研究院具備年產(chǎn)20套SVC的生產(chǎn)制造能力。從2001年到2004年，中國(guó)電力科學(xué)研究院共安裝SVC30套，其中35kV26套，10kV4套。容量最大為125Mvar，其中鞍山紅一變輸電系統(tǒng)SVC為100Mvar容量，運(yùn)行狀況良好。（2）鞍山榮信鞍山榮信電力電子股份為民營(yíng)股份制企業(yè)，主要從事高壓電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置（SVC）、電力濾波裝置（FC）、高壓變頻傳動(dòng)裝置的設(shè)備制造企業(yè)，公司位于鞍山經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)內(nèi)。鞍山榮信SVC技術(shù)引進(jìn)自原蘇聯(lián)，其SVC閥的冷卻采用熱管自然冷卻，世界上尚無在100Mvar以上容量的SVC裝置中使用該冷卻方式的應(yīng)用（包括原蘇聯(lián)國(guó)家在內(nèi)）。閥的觸發(fā)方式為高頻電磁觸發(fā)方式，觸發(fā)能量由位于控制器內(nèi)部的功率單元發(fā)出，通過電磁耦合方式送入位于高壓側(cè)的閥組?？刂葡到y(tǒng)采用單片機(jī)完成監(jiān)控與調(diào)節(jié)，人機(jī)界面為數(shù)碼顯示方式，無與上級(jí)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)接口。從1997年3月到2004年8月，鞍山榮信在全國(guó)各地共安裝SVC56套，其中35kV23套，22kV1套，10kV14套，6kV18套。其中80％為容量小于35Mvar的小容量SVC，全部為配網(wǎng)工業(yè)用SVC。（3）西電科技西安西電科技實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司隸屬中國(guó)西電集團(tuán)，在西安國(guó)家級(jí)高新技術(shù)開發(fā)區(qū)注冊(cè)，公司依托西電集團(tuán)的整體配置優(yōu)勢(shì)和信息網(wǎng)絡(luò)資源，SVC裝置的主要元件生產(chǎn)主要依托于西安ABB電容器廠、西安整流器廠、西安揚(yáng)子電抗器廠，從事電力系統(tǒng)變流、變頻、濾波、補(bǔ)償及有關(guān)電力電子設(shè)備的研發(fā)。其SVC技術(shù)源于80年代中期原BBC引進(jìn)技術(shù)，閥組采用臥式結(jié)構(gòu)，散熱方式為水冷，水冷目前為國(guó)內(nèi)配套，采用開放式水冷結(jié)構(gòu)?？刂葡到y(tǒng)為80年代中期模擬式。國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)適用技術(shù)評(píng)估報(bào)告從1986年到2002年，西安西電科技共安裝SVC16套，其中35kV10套，22kV1套，10kV5套。近年來無新的SVC業(yè)績(jī)。（4）其它廠家除以上三個(gè)企業(yè)外，其他企業(yè)也有涉足SVC工程，但均無長(zhǎng)期運(yùn)行的業(yè)績(jī)驗(yàn)證，部分企業(yè)的關(guān)鍵部件如閥組、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等直接外購，僅做系統(tǒng)集成，技術(shù)支持能力有限。從以上三家SVC裝置生產(chǎn)廠家生產(chǎn)情況看，生產(chǎn)能力和業(yè)績(jī)均具有一定的規(guī)模和市場(chǎng)占有，從裝置的型式看，三家目前均為TCR＋FC型式，從裝置的運(yùn)行使用情況看，國(guó)產(chǎn)化的SVC裝置運(yùn)行可靠性已經(jīng)比較高，運(yùn)行維護(hù)工作量比較少。就國(guó)內(nèi)應(yīng)用情況看，作為輸電網(wǎng)應(yīng)用的補(bǔ)償裝置還很少，中國(guó)電科院開發(fā)的用于電網(wǎng)補(bǔ)償?shù)腟VC于2004年8月在鞍山紅旗堡紅一變投入運(yùn)行。其余裝置均是在針對(duì)配網(wǎng)用戶運(yùn)行。（5）國(guó)內(nèi)試驗(yàn)條件調(diào)研SVC裝置集合了電力系統(tǒng)、高電壓、繼電保護(hù)、通訊、自動(dòng)控制、電力電子等專業(yè)技術(shù)，裝置構(gòu)成比較復(fù)雜。為保證裝置可靠安全運(yùn)行，必須在裝置設(shè)計(jì)定型和出廠前進(jìn)行嚴(yán)格試驗(yàn)和檢驗(yàn)?？刂葡到y(tǒng)的相關(guān)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)可參照電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置和保護(hù)的相關(guān)要求，國(guó)內(nèi)閥組件試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)目前正在編制起草中，可參照國(guó)際IEC61954標(biāo)準(zhǔn)。SVC出廠前應(yīng)進(jìn)行的試驗(yàn)和檢驗(yàn)項(xiàng)目及國(guó)內(nèi)廠家的試驗(yàn)條件見表7－4。表7－4SVC出廠前的試驗(yàn)和檢驗(yàn)項(xiàng)目裝置組件控制系統(tǒng)閥組件試驗(yàn)項(xiàng)目調(diào)節(jié)功能監(jiān)控及保護(hù)EMC靜態(tài)均壓試驗(yàn)觸發(fā)及動(dòng)態(tài)均壓試驗(yàn)閥對(duì)地工頻交流耐壓試驗(yàn)閥對(duì)地工局放試驗(yàn)閥對(duì)地雷電沖擊波試驗(yàn)試驗(yàn)條件電科院有有德國(guó)SCHAFFNEREMC測(cè)試儀有有大功率電力電子試驗(yàn)室工頻耐壓試驗(yàn)臺(tái)大功率電力電子試驗(yàn)室局放測(cè)試儀大功率電力電子試驗(yàn)室沖擊波發(fā)生器鞍山容信西電科技有有無有有－無無有有無有有－無無國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)適用技術(shù)評(píng)估報(bào)告裝置組件試驗(yàn)項(xiàng)目閥端間工頻交流耐壓試驗(yàn)閥端間工局放試驗(yàn)閥端間操作沖擊波試驗(yàn)及非周期觸發(fā)試驗(yàn)周期觸發(fā)和熄滅試驗(yàn)最小交流電壓試驗(yàn)溫升試驗(yàn)試驗(yàn)條件電科院大功率電力電子試驗(yàn)室工頻耐壓試驗(yàn)臺(tái)大功率電力電子試驗(yàn)室局放測(cè)試儀大功率電力電子試驗(yàn)室沖擊波發(fā)生器大功率電力電子試驗(yàn)室大功率電力電子試驗(yàn)室大功率電力電子試驗(yàn)室大功率電力電子試驗(yàn)室合成回路（最大電壓峰值80kV最大電流4000A）鞍山容信西電科技－無無有－－66kV10MVA試驗(yàn)變壓器－－無無有－－全工況試驗(yàn)（6）主要元件國(guó)內(nèi)配套情況主要元件國(guó)內(nèi)配套情況見表7－5：表7－5主要元件國(guó)內(nèi)配套情況元件相控電抗器配套廠家西安中洋電氣股份北京電力設(shè)備總廠煙臺(tái)哈大電器西安中洋電氣股份濾波電抗器北京電抗器廠煙臺(tái)哈大電器錦州電力電容器有限責(zé)任公司電容晶閘管阻尼電容阻尼電阻散熱器水冷系統(tǒng)桂林電力電容器總廠西安ABB電力電容器株洲半導(dǎo)體廠桂林電容器廠河南鶴壁第794廠陜西咸陽亞華電子電器廠廣州高瀾水技術(shù)備注合資新品種，無運(yùn)行業(yè)績(jī)控制系統(tǒng)裝置成套設(shè)備廠家供貨國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)適用技術(shù)評(píng)估報(bào)告5規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)狀況（1）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/TXXXX－XXXX靜止式動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置（SVC）功能特性導(dǎo)則主要起草單位：全國(guó)電壓電流等級(jí)和頻率標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)秘書處、全國(guó)電力電子標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)秘書處、中國(guó)電力科學(xué)研究院等工作階段：已完成征求意見稿（2）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/TXXXX－XXXX靜止式動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置（SVC）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)導(dǎo)則主要起草單位：全國(guó)電壓電流等級(jí)和頻率標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)秘書處、全國(guó)電力電子標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)秘書處、中國(guó)電力科學(xué)研究院等工作階段：已完成征求意見稿（3）電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DLxxxx－200x高壓無功補(bǔ)償裝置系列標(biāo)準(zhǔn)第1部分：系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要起草單位：中國(guó)電力科學(xué)研究院工作階段：已完成征求意見稿（4）電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DLxxxx－200x高壓無功補(bǔ)償裝置系列標(biāo)準(zhǔn)第2部分：晶閘管閥的試驗(yàn)主要起草單位：中國(guó)電力科學(xué)研究院工作階段：已完成征求意見稿（5）電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DLxxxx－200x高壓無功補(bǔ)償裝置系列標(biāo)準(zhǔn)第3部分：調(diào)節(jié)、監(jiān)測(cè)、保護(hù)和觸發(fā)系統(tǒng)主要起草單位：中國(guó)電力科學(xué)研究院工作階段：已完成征求意見稿（6）電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DLxxxx－200x高壓無功補(bǔ)償裝置系列標(biāo)準(zhǔn)第4部分：現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和驗(yàn)收主要起草單位：中國(guó)電力科學(xué)研究院工作階段：已完成征求意見稿（7）電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)適用技術(shù)評(píng)估報(bào)告DLxxxx－200x高壓無功補(bǔ)償裝置系列標(biāo)準(zhǔn)第5部分：密閉式純水冷卻系統(tǒng)主要起草單位：中國(guó)電力科學(xué)研究院工作階段：已完成征求意見稿（8）企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)遼寧省電力公司輸電網(wǎng)SVC系統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)則工作階段：已批準(zhǔn)實(shí)施（9）企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)遼寧省電力公司SVC裝置驗(yàn)收導(dǎo)則工作階段：已批準(zhǔn)實(shí)施（10）企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)遼寧省電力公司SVC裝置現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)導(dǎo)則工作階段：已批準(zhǔn)實(shí)施從目前已批準(zhǔn)實(shí)施和正在起草的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系來看，其內(nèi)容已基本包含了SVC裝置設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、建設(shè)、運(yùn)行等過程。但處于企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)階段的“SVC裝置驗(yàn)收導(dǎo)則”、“SVC裝置現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)導(dǎo)則”還有待進(jìn)一步完善后升級(jí)為更高級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)，以服務(wù)于更大范圍。特別是“SVC裝置現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)導(dǎo)則”還需要通過SVC裝置更長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)一步補(bǔ)充和完善。6結(jié)論與建議6.1結(jié)論通過對(duì)SVC技術(shù)相關(guān)資料的認(rèn)真分析，對(duì)SVC技術(shù)進(jìn)行了充分論證，得出以下結(jié)論：（1）SVC作為FACTS技術(shù)的一種，其技術(shù)成熟、性價(jià)比高，是目前電力系統(tǒng)適用的動(dòng)態(tài)無功儲(chǔ)備設(shè)備。其替代技術(shù)STATCOM有著很好的發(fā)展前途，但要替代SVC技術(shù)必須克服價(jià)格和損耗兩個(gè)主要障礙。（2）我國(guó)輸電系統(tǒng)所配置的進(jìn)口SVC設(shè)備均發(fā)揮過積極的作用，鞍山紅一變國(guó)產(chǎn)化SVC工程為第一套國(guó)產(chǎn)化的輸電網(wǎng)用SVC裝置，其發(fā)揮了顯著的效果，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益明顯。（3）國(guó)內(nèi)已完全掌握了SVC裝置的核心技術(shù)，包括大功率晶閘管的串聯(lián)技術(shù)，國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)適用技術(shù)評(píng)估報(bào)告全數(shù)字化控制保護(hù)系統(tǒng)，閥組冷卻技術(shù)，晶閘管閥觸發(fā)技術(shù)等。（4）國(guó)內(nèi)SVC裝置的集成能力和設(shè)備配套能力大為增強(qiáng)，已基本實(shí)現(xiàn)了核心部件的國(guó)產(chǎn)化，配套技術(shù)水平可滿足SVC裝置性能和可靠性要求，大功率電力電子實(shí)驗(yàn)室等SVC設(shè)備相關(guān)型式試驗(yàn)手段的建設(shè)已初步完成，已具備年產(chǎn)20～30套SVC的生產(chǎn)能力。（5）SVC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系正在建立中，列入計(jì)劃和正在實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容基本包含了SVC裝置設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、建設(shè)、運(yùn)行等全過程。（6）從裝置的運(yùn)行使用情況看，國(guó)產(chǎn)化的SVC裝置運(yùn)行可靠性已經(jīng)比較高，運(yùn)行維護(hù)工作量比較少。綜上所述，SVC裝置整體技術(shù)先進(jìn)適用，具備在國(guó)家電網(wǎng)公司系統(tǒng)全面推廣應(yīng)用的條件。6.2建議針對(duì)SVC技術(shù)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用現(xiàn)狀，仍需進(jìn)一步完善的方面包括：（1）進(jìn)一步開展500kV及以上電壓等級(jí)變電站用超大容量SVC應(yīng)用技術(shù)的研究與工程化；（2）進(jìn)一步完善SVC運(yùn)行中有關(guān)的技術(shù)監(jiān)督導(dǎo)則。（3）積累SVC裝置的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步補(bǔ)充和完善SVC裝置運(yùn)行維護(hù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。分類號(hào)UDC4密級(jí)學(xué)位論文諧波抑制和無功補(bǔ)償綜合控制技術(shù)的研究(題名和副題名郭曉(作者姓名指導(dǎo)教師姓名匿麴堡塾量申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:亟±專業(yè)名稱電力丕笪叢基自塾絲論文提交日期2QQ§.§.g論文答辯日期學(xué)位授予單位和日期壹室堡三叁生、:之答辯委員會(huì)主席評(píng)閱人年月日注1:注明《國(guó)際十進(jìn)分類法UDC>>的類號(hào)。碩士論文諧波抑制和無功補(bǔ)償綜合控制技術(shù)的研究摘要首先對(duì)國(guó)內(nèi)外諧波和無功電流綜合補(bǔ)償技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和三相瞬時(shí)無功功率理論進(jìn)行了綜述。重點(diǎn)研究了基于瞬時(shí)無功功率理論檢測(cè)諧波和無功電流的i。一己法。接著對(duì)有源電力濾波器原理與結(jié)構(gòu)予以介紹。并以MATLAB6.5軟件包中的SIMULINK仿真環(huán)境為平臺(tái),構(gòu)建了基于i。一i。檢測(cè)算法的綜合補(bǔ)償諧波和無功電流的并聯(lián)型有源電力濾波器仿真模型。研究產(chǎn)生補(bǔ)償電流的P1】|『M變流器的內(nèi)環(huán)控制方法以及使APF穩(wěn)定運(yùn)行的外環(huán)控制方法。結(jié)果表明,所構(gòu)建的仿真模型和所采用的內(nèi)外環(huán)控制方法是有效,而且補(bǔ)償效果較好。在仿真基礎(chǔ)上,建立了基于TMSF240DSP控制器的綜合補(bǔ)償諧波和無功電流的三相并聯(lián)型有源電力濾波器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),進(jìn)行了軟、硬件設(shè)計(jì)。搭建的硬件電路包括:電流和電壓檢測(cè)電路、基于IR2233J的PWM驅(qū)動(dòng)電路、PWM三相變流橋主電路及IGBT保護(hù)電路等幾部分。系統(tǒng)軟件部分用DSP匯編語言編寫,其中包括:定時(shí)器中斷控制及AD采樣、軟件方法實(shí)現(xiàn)與電壓過零同步、基于f。一i。法的諧波和無功電流的計(jì)算、平均值數(shù)字濾波、直流側(cè)電壓數(shù)字PI控制、PWM驅(qū)動(dòng)脈沖的輸出控制和外部中斷保護(hù)控制。最后對(duì)綜合補(bǔ)償諧波和無功電流的有源電力濾波器進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,開發(fā)的基于DSP控制的綜合補(bǔ)償諧波和無功電流的并聯(lián)型有源電力濾波器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),能夠有較好的補(bǔ)償效果。關(guān)鍵詞:諧波電流,無功電流,綜合補(bǔ)償,有源電力濾波器,瞬時(shí)無功功率理論Matlab仿真,數(shù)字信號(hào)處理器碩士論文諧波抑制和無功補(bǔ)償綜合控制技術(shù)的研究AbstractAgeneraldescriptionofthedevelopmentofharmoniceliminationandreactivecompensationtechniquearoundtheworldandtheoryofthree--phaseinstantaneousreactivepowerisgiveninthisthesisatfirst.Their—iqmethodbasedontheoryofinstantaneousreactivepowerindetectingharmonicandreactivecurrentisresearchedasemphases,ThentheprincipleandstructureofActivePowerFilterisintroduced.ThesimulationmodeofActivePowerFilterinharmoniceliminationandreactivecompensationbasedoniP—iqmethodisgiveninSIMULINKenvironmentofMATLAB6.5software.SimulationresearchtothemethodofPWMcontrolofgeneratingcompensativecurrentisdone.ThesystemcontroltotheActivePowerFilterisalsoresearched.Theresultsindicatethatthesimulationmodeandthesimulationmeansimplementedareproperandefficient.Atthebasisofsimulation,theexperimentofintegratedcompensatingharmonicandreactivecurrentsshuntAPFcontrolledbyTMSF240DSPisestablished.Thehardwaresystemandthesoftwaresystemofthisdevicearcdesigned.Thehardwarecircuitsincludethecurrentandvoltagedetecting,thePWMdrivingcircuitbasedinIR2233Jchip,themaincircuitandtheprotectingcircuitofIGBT.ThesoftwaresystemiswrittenbyDSPcompilelanguage.Themainprogramincludestheinterruptcontrol,zeropointdetectingofvoltage,harmonicandreactivecurrentsdetect,digitalfilter,theDCbarvoltagecontrol,thePWMcontrolandtheprotectingcontr01.FinallytheAPFdeviceistested。TheshuntAPFofintegratedcompensatingharmonicandreactivecurrentscontrolledbyDSPiSeffective.KeyWords:Harmoniccurrents,Reactivecurrent,Integratedcompensation,ActivePowerFilter(APF,Instantaneousreactivepower,Matlabsimulation,DigitalSignalProcessor(DSPII聲明本學(xué)位論文是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下取得的研究成果,盡我所知,在本學(xué)位論文中,除了加以標(biāo)注和致謝的部分外,不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果,也不包含我為獲得任何教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。與我一同工作的同事對(duì)本學(xué)位論文做出的貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明。研究生簽名:盤亟2口辨加27日學(xué)位論文使用授權(quán)聲明南京理工大學(xué)有權(quán)保存本學(xué)位論文的電子和紙質(zhì)文檔,可以借閱或上網(wǎng)公布本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容,可以向有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交并授權(quán)其保存、借閱或上網(wǎng)公布本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容。對(duì)于堤字論文,按保密的有關(guān)規(guī)定和程序處理。研究生簽名:孟丑2蟛-年白27日,碩士論文諧波抑制和無功補(bǔ)償綜合控制技術(shù)的研究1緒論隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,對(duì)電能的需求量極大增長(zhǎng),同時(shí)電能質(zhì)量也越來越顯示其重要性,電力部門和用戶對(duì)電能質(zhì)量的關(guān)注也目益增加。電能質(zhì)量不良將會(huì)造成工業(yè)生產(chǎn)的非計(jì)劃停產(chǎn)或設(shè)備損害,使用戶遭受相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)損失。其中,無功和諧波的問題是最為重要和基本的一個(gè)問題。1.1引言理想狀態(tài)的公用電網(wǎng)應(yīng)以恒定的頻率,標(biāo)準(zhǔn)的電壓和正弦波形對(duì)用戶供電。同時(shí),在三相交流系統(tǒng)中,各相電壓和電流幅值應(yīng)大小相等,相位對(duì)稱且互差120。。但電力系統(tǒng)的非線性,以及現(xiàn)階段電力電子裝置的廣泛應(yīng)用,理想狀態(tài)并不存在,產(chǎn)生了大量的諧波電流,諧波電壓和無功‘61。這些諧波和無功就產(chǎn)生了電網(wǎng)運(yùn)行和供電環(huán)節(jié)中的各種問題,如損耗增加,效率降低,噪聲和過壓過熱等。如果輸配電系統(tǒng)能夠少送或不輸送無功,以便減少電能傳輸損耗降低電能成本,提高用戶用電裝置的性能,減少不必要的損耗,將帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益。于是各國(guó)的電力科技人員對(duì)諧波抑制和無功補(bǔ)償這方面課題的研究產(chǎn)生了濃厚的興趣。并且隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,在這方面取得一些突破性進(jìn)展,其中美日兩國(guó)的科研人員取得了巨大的成就,而國(guó)內(nèi)多處在起步階段,但也有了不小的進(jìn)步,因此選擇這個(gè)課題是很有意義的。由于諧波的存在,傳統(tǒng)的無功功率的定義和無功功率理論就顯得不夠完善,存在著多種無功功率理論,因此這個(gè)課題的研究也有較大的理論意義。1.2諧波和無功電流的產(chǎn)生原因及其危害和不良影響1.2。1諧波和無功電流的產(chǎn)生原因電網(wǎng)中的諧波主要是由各種大容量電力變流設(shè)備以及其它非線性負(fù)載產(chǎn)生的,其中主要的諧波源是各種電力電子裝置,包括各種整流裝置、交流調(diào)壓裝置、變流裝置、電弧爐、辦公及家用電器、照明設(shè)施等等。電力機(jī)車中采用的大容量單相整流裝置,除產(chǎn)生諧波電流外,還引起三相交流供電系統(tǒng)的三相電流不平衡。此外,一些鐵磁非線性設(shè)備,如發(fā)電機(jī)、變壓器及鐵磁諧振設(shè)備等也是不可忽視的諧波源。所有這些都使得電力系統(tǒng)的電壓、電流波形發(fā)生畸變,從而產(chǎn)生高次諧波““”。在工業(yè)和生活用電負(fù)載中,感性負(fù)載占有很大的比例。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、變壓器、傳統(tǒng)的日光燈鎮(zhèn)流器等都是典型的感性負(fù)載。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和變壓器所需要的無功功率在電力系統(tǒng)所提供的無功功率中占有很高的比例。電力系統(tǒng)中的電抗器和架空線等也需要一些無功功率”1。一些電力電子裝置,特別是各種相控裝置,如相控整流器、相控交流電力調(diào)節(jié)裝置等,在工作時(shí)基波電流滯后于電網(wǎng)電壓,要吸收大量的無功功率。碩士論文諧波抑制和無功補(bǔ)償綜合控制技術(shù)的研究工業(yè)用電弧爐在工作時(shí),不但要吸收大量的無功功率,且因其電弧不穩(wěn)定,所吸收無功功率的波動(dòng)也很大。所有這些負(fù)載在工作中都需要大量的無功功率。1.2.2諧波的危害和無功的不良影響高次諧波對(duì)各種電力設(shè)備、通信設(shè)備及線路都會(huì)產(chǎn)生有害的影響,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成設(shè)備的損壞和電力系統(tǒng)事故。尤其是近年來電力電子設(shè)備的迅速增長(zhǎng),諧波的危害日趨嚴(yán)重。高次諧波對(duì)公用電網(wǎng)和其它系統(tǒng)的危害主要有以下幾個(gè)方面““”“3:(1諧波使公用電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生附加的功率損耗,降低發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的效率:(2諧波影響各種電氣設(shè)備的正常工作,使旋轉(zhuǎn)電機(jī)(發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)發(fā)熱、產(chǎn)生脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩和噪聲,使變壓器局部嚴(yán)重過熱,使電容器、電纜等設(shè)備過熱、絕緣老化、壽命縮短,以至損壞:(3諧波會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)控制裝置的誤動(dòng)或拒動(dòng),并使電氣測(cè)量?jī)x表的計(jì)量不準(zhǔn)確;(4諧波會(huì)對(duì)鄰近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾,輕者產(chǎn)生噪聲,降低通信質(zhì)量:重者導(dǎo)致信息丟失,使通信系統(tǒng)無法正常工作;(5諧波會(huì)引起公用電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振,從而使諧波放大,這就使前幾個(gè)方面的危害大大增加,甚至引起嚴(yán)重事故。無功功率對(duì)公用電網(wǎng)的不良影響主要有以下幾個(gè)方面。¨町”1:(1增加設(shè)備容量。無功功率的增加,會(huì)使發(fā)電機(jī)、變壓器及其它電氣設(shè)備容量和導(dǎo)線的容量增大。同時(shí),電力用戶的起動(dòng)及控制設(shè)備、測(cè)量?jī)x表的尺寸和規(guī)格也要加大;(2設(shè)備及線路損耗增加;(3無功功率的變化會(huì)引起電網(wǎng)電壓的波動(dòng),使一些用電設(shè)備無法正常工作,降低供電質(zhì)量。1.3電力系統(tǒng)諧波和無功電流的綜合補(bǔ)償方法不論是諧波還是無功,從物理本質(zhì)上看,都可以歸結(jié)為波形的問題。諧波是工頻正弦波畸變,無功是電壓電流波形相位不同“”。正是由于這種物理本質(zhì)的統(tǒng)一性,可以對(duì)電力系統(tǒng)中的諧波和無功進(jìn)行綜合補(bǔ)償。有源電力濾波器(ActivePowerFilter就是一種諧波和無功的綜合補(bǔ)償系統(tǒng)。和前面論述的諧波和無功抑制方法相比,有源電力濾波器具有以下一些特點(diǎn)叫n4“例:(1實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。有源電力濾波器可對(duì)頻率和幅值都變化的諧波以及變化的無功進(jìn)行補(bǔ)償,對(duì)補(bǔ)償對(duì)象的變化有極快的響應(yīng);2(2可同時(shí)對(duì)諧波和無功進(jìn)行補(bǔ)償,也可單獨(dú)補(bǔ)償諧波或無功,且補(bǔ)償無功的程度可連續(xù)調(diào)節(jié);(3在實(shí)際應(yīng)用中,有源電力濾波器的貯能元件容量很小;(4即使需要補(bǔ)償?shù)碾娏鞒^其額定值,也不會(huì)發(fā)生過載情況,并能在其額定容量?jī)?nèi)繼續(xù)正常工作;(5受電網(wǎng)阻抗的影響較小。不易與電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振;(6能跟蹤諧波頻率的變化,補(bǔ)償性能不受諧波頻率的影響;(7既可對(duì)特定的諧波源和需要無功的負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)償,也可對(duì)多個(gè)諧波源和需要無功的負(fù)載迸行補(bǔ)償?？梢?采用有源電力濾波器可以獲得比以往諧波和無功抑制方法優(yōu)越的補(bǔ)償性能。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,電力電子器件容量的增加,成本的下降,有源電力濾波器將會(huì)成為一種具有良好應(yīng)用前景的諧波和無功綜合補(bǔ)償裝置。有源電力濾波器還可以補(bǔ)償三相不對(duì)稱非線性負(fù)載電流中的負(fù)序電流,則有源電力濾波器在抑制諧波、補(bǔ)償無功的同時(shí),還可以達(dá)到平衡三相負(fù)載的目的,使有源電力濾波器的性能得到更充分的發(fā)揮啡””3。有源電力濾波器的作用己不僅僅限于濾波,因此也有人將之稱為有源線路調(diào)節(jié)器(ActivePowerLineConditionerso”。1.4國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)1.4.1諧波和無功功率的理論研究諧波和無功功率問題對(duì)電力系統(tǒng)和電力用戶都是十分重要的問題,也是近年來各方面關(guān)注的熱點(diǎn)之一。在無功和諧波的理論研究方面,兩者雖然看似兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立問題。但實(shí)際兩者有著緊密的聯(lián)系。這是因?yàn)樵跊]有諧波的情況下,無功功率有其固定的概念和定義。但在含有諧波情況下無功定義和諧波有密切的關(guān)系,同時(shí)產(chǎn)生諧波的裝置大都也是消耗基波無功功率的裝置,所以在研究時(shí)都將兩者統(tǒng)一起來。電力系統(tǒng)中,由于電壓電流諧波的存在,功率現(xiàn)象比較復(fù)雜,建立包含畸變和不平衡的完善功率理論,在理論中是一個(gè)重要的基礎(chǔ)性課題,迄今,主要有三種功率理論,各有各的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)【引。第一類功率理論適用于諧波和無功功率的辨識(shí),包括諧波源的確定,諧波和無功功率的理解,Czamecki和Depenbrock對(duì)這一類功率問題的解決起重要的作用。第二類功率理論是由H.Akagi等人提出的瞬時(shí)無功功率理論,該理論解決了諧波和無功功率的瞬時(shí)檢測(cè)和不用儲(chǔ)能元件實(shí)現(xiàn)諧波和無功補(bǔ)償問題,對(duì)諧波和無功補(bǔ)償裝置研究和開發(fā)起到很大推動(dòng)作用。第三類功率理論適于儀表測(cè)量和電能的管理,收費(fèi),但至今未取得大的突破。所以,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)無功和諧波理論上的研究方向是如何把以上三類無功理論的優(yōu)點(diǎn)統(tǒng)一起來,找到一種徹底解決問題的理論和方法,但這較為困難。在理論上只能對(duì)上述幾類理論進(jìn)行小的改進(jìn)以適應(yīng)工程上3的應(yīng)用,很難取得大的突破。1.4.2諧波抑制和無功補(bǔ)償裝置的研究現(xiàn)狀電力系統(tǒng)中,諧波抑制和無功補(bǔ)償實(shí)際裝置工程技術(shù)的發(fā)展較理論的發(fā)展要快很多。傳統(tǒng)的無功功率控制方法有很多,同步發(fā)電機(jī)直接輸出無功,使用同步調(diào)相機(jī),同步電動(dòng)機(jī)和并聯(lián)電容器提供無功,但這些方法存在很多無法克服的缺點(diǎn)。本世紀(jì)70年代以來,電力電子技術(shù)的發(fā)展及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用,使晶閘管控制的靜止無功補(bǔ)償裝置(SVC礙到迅速的應(yīng)用【191。靜止無功補(bǔ)償器是現(xiàn)階段廣泛使用的無功補(bǔ)償裝置,技術(shù)已經(jīng)很成熟。隨著全控型電力電子器件GTO,IGBT的發(fā)展,一種新型的無功補(bǔ)償裝置靜止無功發(fā)生器(SVG發(fā)展起來【201,原理和控制與SVC有很大不同,是動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝囂的發(fā)展方向。日本和美國(guó)已有少數(shù)幾臺(tái)80~100MVA的SVG投入運(yùn)行。在中國(guó),清華大學(xué)和河南省電力公司合作,自主研制出20MVA靜止無功發(fā)生器【2l】,達(dá)到國(guó)際水平,使我國(guó)成為少數(shù)幾個(gè)擁有SVG自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)家之一。在諧波抑制方面,傳統(tǒng)的抑制方法是使用LC濾波器,但其損耗大,參數(shù)易變,不能動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)热秉c(diǎn)已不能滿足電能質(zhì)量的要求。動(dòng)態(tài)抑制諧波,補(bǔ)償無功的新型電力電子裝置有源電力濾波器(APF成為近些年來研究的熱點(diǎn)。APF是在1971年由Sasaki.H最早提出。從80年代開始,發(fā)達(dá)國(guó)家在有源電力濾波器領(lǐng)域取得進(jìn)展:1982年世界上第一臺(tái)并聯(lián)型有源濾波器投入工業(yè)應(yīng)用;1987年Takeda等提出并聯(lián)APF加并聯(lián)無源濾波器的混合有源電力濾波器(I-IAPF;1988年,F.Z,Peng等提出串聯(lián)APF加并聯(lián)無源濾波器的HAPF;1990年,H.Fujit等提出APF與無源濾波器相串聯(lián)的HAPF;1994年,H.Akagi等提出串聯(lián)APF和并聯(lián)APF的HAPF等等。最近又有人提出統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器(UPQC[221156],結(jié)合并聯(lián)有源電力濾波器和串聯(lián)有源電力濾波器的優(yōu)點(diǎn),綜合改善電能質(zhì)量。現(xiàn)階段有源電力濾波器的研究方向是如何減少開關(guān)損耗,增大系統(tǒng)容量,其中基于SPWM的多電平級(jí)聯(lián)變流器是研究的熟點(diǎn)ll”。90年代后期,并聯(lián)APF在日本、美國(guó)等國(guó)開始廣泛應(yīng)用。日本迄今至少有500多臺(tái)APF在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。國(guó)外現(xiàn)已有50kVA-1MVA的APF產(chǎn)品。在國(guó)內(nèi),西安交大、浙大、清華、哈工大等高校正在積極研究,取得了階段性成果,其中拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方法方面取得了一定的成果,但離產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)甚遠(yuǎn),有很多關(guān)鍵技術(shù)如APF大容量化,模塊化,標(biāo)準(zhǔn)化有待解決f13】【17】,還未見到有應(yīng)用性成果報(bào)道。諧波和無功綜合補(bǔ)償是在補(bǔ)償諧波的同時(shí)補(bǔ)償無功,即在APF裝置中同時(shí)補(bǔ)償基波無功,能降低設(shè)備的總成本。能綜合補(bǔ)償諧波和無功的APF的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與只補(bǔ)償諧波的APF很相似,但綜合補(bǔ)償裝置還是有很多特別的地方。其中最大的不同是兩者的指令運(yùn)算系統(tǒng)。綜合裝置不但檢測(cè)出諧波電流還檢測(cè)出無功電流,這樣補(bǔ)償電4碩士論文諧波抑制和無功補(bǔ)償綜臺(tái)控制技術(shù)的研究流發(fā)生電路產(chǎn)生的補(bǔ)償電流中就包含有無功電流。也就是說對(duì)有源電力濾波器的指令系統(tǒng)加以改進(jìn)就既可以抑制諧波也可以補(bǔ)償無功。再有兩者的容量也有區(qū)別,一般綜合補(bǔ)償?shù)腁PF容量大,對(duì)器件的要求更高。在日本已投入的APF中就有20%能同時(shí)補(bǔ)償無功。這也看出能夠綜合治理電能質(zhì)量的裝置是將來的一種趨勢(shì),是一種有前途的濾波裝置。對(duì)中國(guó)來說,首要的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)APF的產(chǎn)業(yè)化,盡早有產(chǎn)品投入運(yùn)行,其中比較經(jīng)濟(jì)的做法是與LC濾波器混合使用的有源電力濾波器【40lt451。除裝設(shè)APF外,另一條抑制諧波的途徑是對(duì)電力電子裝置本身進(jìn)行改造,使其不產(chǎn)生諧波,且功率因數(shù)可控制為1,稱之為高功率因數(shù)整流器¨“。1.5論文的主要工作論文中研究的課題是根據(jù)中國(guó)電能質(zhì)量現(xiàn)狀,諧波抑制和無功補(bǔ)償?shù)膶?shí)際情況,追蹤當(dāng)前課題學(xué)術(shù)前沿,研究能夠同時(shí)補(bǔ)償諧波和無功的綜合控制技術(shù),最后通過研制有源電力濾波器的樣機(jī),用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證補(bǔ)償效果。課題研究的諧波和無功綜合補(bǔ)償技術(shù)是面向0.4kV電壓等級(jí)的諧波源和無功消耗大戶,如住宅小區(qū),辦公大樓以及大型整流裝置。實(shí)際投入后降低220V用戶流入電網(wǎng)的諧波,實(shí)現(xiàn)用戶諧波和無功的就地補(bǔ)償,達(dá)到較好的效果。論文中仿真和實(shí)驗(yàn)用的綜合補(bǔ)償裝置(即有源電力濾波器APF是能對(duì)諧波及無功電流進(jìn)行綜合補(bǔ)償?shù)?主要工作包括以下幾個(gè)方面:(1首先要理解各諧波源產(chǎn)生諧波的特點(diǎn),了解諧波和無功對(duì)電網(wǎng)的危害,研究綜合治理諧波和無功的辦法。(2解決諧波和無功精確檢測(cè)問題,其中的檢測(cè)方法有很多,論文中選取瞬時(shí)無功法實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)中諧波和無功電流檢測(cè)算法將采用德州儀器公司生產(chǎn)的型號(hào)為TMS320F240的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP編程實(shí)現(xiàn)。(3研究產(chǎn)生補(bǔ)償電流的PWM變流器的控制方法,即APF內(nèi)環(huán)控制方法。仿真和實(shí)驗(yàn)中將采用定時(shí)滯環(huán)電流控制,PWM變流器的控錈4器也將采用TMS320F240的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP。定時(shí)滯環(huán)控制算法的實(shí)現(xiàn)以及PWM變流器的觸發(fā)脈沖的產(chǎn)生均通過對(duì)DSP編程來實(shí)現(xiàn)。(4研究能使APF穩(wěn)定運(yùn)行的控制方法,即APF外環(huán)控制方法。論文中用Matlab軟件對(duì)APF進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,并對(duì)整個(gè)APF系統(tǒng)進(jìn)行仿真,討論APF在外環(huán)控制算法下的穩(wěn)定性問題。(5對(duì)綜合補(bǔ)償諧波和無功電流的三相并聯(lián)型有源電力濾波器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)。搭建的硬件電路主要包括:電流和電壓檢測(cè)電路、基于IR2233J的PWM驅(qū)動(dòng)電路、PWM三相變流橋主電路及IGBT保護(hù)電路等幾部分。(6對(duì)綜合補(bǔ)償諧波和無功電流的三相并聯(lián)型有源電力濾波器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了碩士論文諧波抑制和無功補(bǔ)償綜合控制技術(shù)的研究軟件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)軟件部分用DSP匯編語言編寫,其中包括:定時(shí)器中斷控制及AD采樣、軟件方法實(shí)現(xiàn)與電壓同步、基于f,一i。法的諧波和無功電流的計(jì)算、平均值數(shù)字濾波、直流側(cè)電壓的數(shù)字PI控制、PWM波輸出控制和外部中斷保護(hù)程序。其中,實(shí)驗(yàn)中綜合補(bǔ)償裝置的軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)是論文中的重要部分。最后通過實(shí)驗(yàn),對(duì)諧波和無功的綜合補(bǔ)償?shù)男ЧM(jìn)行驗(yàn)證。6碩士論文諧波抑制和無功補(bǔ)償綜臺(tái)控制技術(shù)的研究2諧波和無功電流檢測(cè)算法的研究研究諧波和無功電流的綜合補(bǔ)償技術(shù),首先要解決諧波和無功電流的精確檢測(cè)問題,本章對(duì)各種檢測(cè)算法予以介紹,重點(diǎn)研究基于瞬時(shí)無功功率理論的諧波和無功電流檢測(cè)法。2.1諧波和無功電流的檢測(cè)方法在有源電力濾波器中,實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的檢測(cè)出諧波和無功電流是很重要的,方法有很多種。最早的諧波檢測(cè)方法是用模擬帶通濾波器來實(shí)現(xiàn)。由于濾波器中心頻率固定,當(dāng)電網(wǎng)頻率波動(dòng)時(shí),濾波效果會(huì)大大下降。此外濾波器的元件參數(shù)受溫度及老化的影響,要使濾波器得到理想的幅頻特性和相頻特性是很困難的,并且這種方法也不能同時(shí)分離出無功電流和諧波電流。第二種是基于Fryze功率定義的檢測(cè)方法。其原理是將負(fù)荷電流分解為與電壓波形一致的分量,將其余分量作為廣義無功電流(包括諧波電流。它的缺點(diǎn)是:因?yàn)镕ryze功率定義是建立在平均功率基礎(chǔ)上的,所以要求的瞬時(shí)有功電流需要進(jìn)行一個(gè)周期的積分,再加其它運(yùn)算電路,要有幾個(gè)周期延時(shí)。因此,用這種方法求得的瞬時(shí)有功電流實(shí)際是幾個(gè)周期前的電流值。第三種是基于FFT的采樣數(shù)字計(jì)算方法,此方法只能檢測(cè)有限次數(shù)的諧波,且需進(jìn)行兩次FFT變換。由于需要一定的采樣計(jì)算時(shí)間,造成諧波檢測(cè)速度慢。瞬時(shí)性誤差較大,特別是對(duì)高次諧波的撿測(cè)精度影響較大啪兒”1。第四種是基于自適應(yīng)噪聲相消的檢測(cè)方法,自適應(yīng)嗓聲抵消技術(shù)是信號(hào)處理中的一種信號(hào)檢測(cè)技術(shù),它能把一個(gè)信號(hào)從加性噪聲的干擾中分離出來。此方法其工作特性和器件參數(shù)幾乎無關(guān),對(duì)器件的依賴不大。因此,只要保證輸入信號(hào)不超過其線性動(dòng)態(tài)范圍,系統(tǒng)就可正常工作。該系統(tǒng)基本上克服了傳統(tǒng)檢測(cè)方法的缺陷,是一種性能優(yōu)越的自適應(yīng)快速檢測(cè)系統(tǒng)。…。第五種是基于瞬時(shí)無功功率理論的畸變電流瞬時(shí)檢測(cè)方法。瞬時(shí)無功功率理論突破了傳統(tǒng)功率理論在“平均值”基礎(chǔ)上的功率定義,使諧波及無功電流的實(shí)時(shí)檢測(cè)成為可能。該方法對(duì)于三相平衡系統(tǒng)的瞬變電流檢測(cè)具有較好的實(shí)時(shí)性,有利于系統(tǒng)的快速控制,可以獲得較好的補(bǔ)償效果。在具體檢測(cè)時(shí)存在兩種檢測(cè)方法。P—q法和i。一i。法,P—q法對(duì)于三相不平衡負(fù)荷所產(chǎn)生的無功和諧波電流,補(bǔ)償效果則不理想,但f。一屯法在電壓畸變和不平衡時(shí)沒有誤差,取得廣泛的應(yīng)用?！薄?塒3?；谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的諧波檢測(cè)法和基于小波分析的諧波檢測(cè)法研究不多,不再多述。綜合以上比較,基于瞬時(shí)無功功率理論的諧波檢測(cè)法實(shí)時(shí)性好,延時(shí)小,既能檢測(cè)諧波又能檢測(cè)無功。基于傅立葉快速變換的諧波檢測(cè)法,在諧波檢測(cè)、無功補(bǔ)償和頻譜7碩士論文諧波抑制和無功補(bǔ)償綜合控制技術(shù)的研究分析方面,均獲得較廣泛的應(yīng)用,這兩種是目前采用的主要方法。在諧波和無功綜合補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)中將采用基于瞬時(shí)無功功率理論的檢測(cè)i。一iq法。2.2基于瞬時(shí)無功功率理論的諧波電流檢測(cè)方法經(jīng)過對(duì)幾種常用的諧波和無功電流檢測(cè)方法的比較,基于瞬時(shí)無功功率理論的諧波和無功電流檢測(cè)法實(shí)時(shí)性最好,最適于實(shí)驗(yàn)中綜合補(bǔ)償裝置的檢測(cè)應(yīng)用。下面介紹瞬時(shí)無功功率理論。2.2.1瞬時(shí)無功功率理論基礎(chǔ)“”…““在三相三線制電路中,設(shè)各相電壓和電流的瞬時(shí)值分別為e。,e。,e。和f。,i。,i。。由于P。+P6+P。=0,ia+屯+f。=0,所以三相電壓和三相電流各只有兩個(gè)獨(dú)立分量,其中一個(gè)分量可由另兩個(gè)分量求出。為分析問題方便,把它們分別變換到兩相正交的口一盧坐標(biāo)系上研究。由式(2.1和式(2.2的變換,得到兩相瞬時(shí)電壓e。,P。和兩相瞬時(shí)電流屯,‘。Ie“1--C32"剮眨”小:。圖cz.z,其中C32=42/31———1—..—1—22.打訂U一22(2.3_’—’.+"-k斗在如圖2。1所示的口一∥平面上,矢量e。,e≯和名,‘分別合成電流矢量e與電流矢量了。碩士論文諧波抑制和無功補(bǔ)償綜合控制技術(shù)的研究z印荔.\‰0i‰:::=■{q圖2.1d一口坐標(biāo)系e=P口十e口=eLfk,(2.4彳:藝+￡:f么死(2.5式中P,i為e,f的模。三相電路瞬時(shí)有功電流i,和瞬時(shí)無功電流‘分別為矢量i在矢量e及其法線上的投影。即i。=icos≯(2.6aiq=isinCl(2.6b式中≯=丸一線,i。,iq示于圖2.1。三相電路瞬時(shí)無功功率q(瞬時(shí)有功功率P為電壓矢量e的模和三相電路瞬時(shí)無功電流毛(瞬時(shí)有功電流≠,的乘積。即P=eipr2.7ag=eiq(2.7b式(2.6與廬=廬。一疵代入式(2.7,得躊I:羔][朝億s,把式(2.1和(2.2代入式(2.8,得P=eaia+%‘+ecJc(2.9ag=—苦酩。一eck+(P。一eaf。+0。一B。k】(2.9b叫j從式(2.9a可以看出,三相電路的瞬時(shí)有功功率就是三相電路的瞬時(shí)功率。2.2.2三相電路諧波和無功電流的實(shí)時(shí)檢測(cè)以三相電路瞬時(shí)無功功率理論為基礎(chǔ)的諧波和無功電流檢測(cè)有兩種方法,一是以9碩士論文諧波抑制和無功補(bǔ)償綜合控制技術(shù)的研究計(jì)算瞬時(shí)有功功率P,瞬時(shí)無功功率g為出發(fā)點(diǎn)的P—g運(yùn)算方式,另一個(gè)是以計(jì)算瞬時(shí)有功電流f,,瞬時(shí)無功電流‘為出發(fā)點(diǎn)的f,一‘運(yùn)算方式。p-g運(yùn)算方式‘31該檢測(cè)方法的框圖如圖2.2。圖中上標(biāo)一1表示矩陣的逆。labl她●k圖2.2P—g運(yùn)算方式原理圖該方法根據(jù)