基于晶閘管投切電容器的無功補償研究畢業(yè)論文

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1、基于晶閘管投切電容器的無功補償研究畢業(yè)論文目錄第1章課題討論1.1選題背景1.2研究現(xiàn)狀1.3無功補償?shù)暮侠砼渲迷瓌t和目前無功補償?shù)牟蛔?.3.1無功補償?shù)暮侠砼渲迷瓌t1.3.2目前無功補償?shù)牟蛔?.4本文研究的主要內(nèi)容以及工作：1.5意義第2章TSC型動態(tài)無功補償器的原理2.1無功功率補償?shù)母攀?.1.1無功功率補償?shù)脑?.1.2低壓無功功率補償?shù)姆诸?.2TSC型無功補償器的原理2.2.1SVC的定義及分類2.2.2TSC（晶閘管投切電容器）的基本原理2.2.3投入時刻的選取第3章系統(tǒng)設計3.1主電路的設計3.3.1電容器的接線方式463.3.2電容器的分組方式3.3.3電容

2、器投切單元3.2實現(xiàn)方案3.3實驗步驟3.3.1接線3.3.2調(diào)試步驟3.4波形圖3.5數(shù)據(jù)記錄3.6結果分析第4章基于NISTLAB的控制器系統(tǒng)仿真4.1仿真軟件介紹4.2仿真模型的建立4.3仿真結果及其分析4.4本章小結參考文獻致謝46第1章課題討論1.1選題背景隨著電力電子技術及計算機控制技術的發(fā)展,各種新型的自動、快速無功補償裝置相繼出現(xiàn),晶閘管投切電容器(TSC)就是一種廣泛應用于配電系統(tǒng)的動態(tài)無功補償裝置。與機械投切電容器相比,晶閘管的開、關無觸點,其操作壽命幾乎是無限的,而且晶閘管的投切時刻可以精確控制,可以快速無沖擊地將電容器接入電網(wǎng),大大減少了投切時的沖擊電流和操

3、作困難,其動態(tài)響應時間約為0.01～0.02S。TSC能快速跟蹤沖擊負荷的突變,隨時保持最佳饋電功率因數(shù),實現(xiàn)動態(tài)無功補償,減小電壓波動,提高電能質(zhì)量,節(jié)約電能。另外,TSC雖然不能連續(xù)調(diào)節(jié)無功功率,但具有運行時不產(chǎn)生諧波而且損耗較小的優(yōu)點。若輸出無功功率需要連續(xù)調(diào)節(jié),或者要求能提供感性無功的情況下，TSC常與TCR配合使用。隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，對能源需求提出了越來越高的要求。同時，為適應國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求，提高能源利用率，降低生產(chǎn)成本受到企業(yè)的高度重視。電力是我國主要的二次能源。隨著電力電子技術的廣泛應用，電力線路、電力變壓器以及用戶的用電設備，構成了電力系統(tǒng)中先天性存

4、在的大量的無功負荷。系統(tǒng)運行中，大量的無功功率嚴重降低了系統(tǒng)的功率因數(shù)，增大了線路的電壓損失和電能損耗，嚴重影響著能源、制造等相關行業(yè)的經(jīng)濟效益。無功功率對供電系統(tǒng)和負荷的運行都是十分重要的。在電力系統(tǒng)中，大多數(shù)網(wǎng)絡元件和負載都要消耗無功功率。網(wǎng)絡元件和負載所需要的無功功率必須從網(wǎng)絡中的某個地方獲得。顯然，這些所需要的無功功率如果要由發(fā)電機提供并經(jīng)過長距離的輸送是不合理的，通常也是不可能的。合理的方法應是在需要消耗無功功率的地方產(chǎn)生無功功率，即對無功功率進行補償。在當今的電力系統(tǒng)中，感應式異步電動機和變壓器作為傳統(tǒng)的主要的負荷使電網(wǎng)產(chǎn)生感性無功電流；同時，隨著現(xiàn)代電力電子技術的發(fā)展

5、，大功率變流、變頻等電力電子裝置在電力系統(tǒng)中得以廣泛的應用，這些裝置大多數(shù)功率因數(shù)很低，導致電網(wǎng)中出現(xiàn)大量的無功電流。無功電流產(chǎn)生無功功率，給電網(wǎng)帶來額外的負擔且影響供電質(zhì)量。因此，無功補償就成為保持電網(wǎng)質(zhì)量運行的一種主要手段之一。46目前，世界各國都將無功補償作為電網(wǎng)規(guī)劃必不可少的一部分。然而，我國和世界上的發(fā)達國家（美國、日本）相比，無論從電網(wǎng)功率因數(shù)還是補償深度來看，都有較大的差距。目前，美國、日本等發(fā)達國家補償度達0.5以上，電網(wǎng)功率因數(shù)接近1.0，而我國補償度僅為0.45。我國的電網(wǎng)，特別是廣大農(nóng)村電網(wǎng)，普遍存在功率因數(shù)低，電網(wǎng)損耗較大的情況。導致此現(xiàn)象的主要原因就是眾多

6、的感性負載用電設備設計落后，導致功率因數(shù)低，電壓低。目前，全國范圍內(nèi)的配電網(wǎng)改造正在全面展開，解決目前電網(wǎng)尤其是低壓城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)有功功率損耗大、壓降大的最切實可行的辦法就是采用高性能的無功功率補償裝置，就地補償負載的感性無功功率，減少無功功率在線路上的傳輸，降低配電設備上的有功功率損耗和電壓降落，提高輸配電能力。1.2研究現(xiàn)狀由于晶閘管投切電容器具有優(yōu)良的動態(tài)無功功率補償性能,近年來該技術在低壓配電網(wǎng)中得到了迅速的推廣應用。該技術在以下幾個方面的發(fā)展動向值得注意:(1)提高TSC產(chǎn)品可靠性,降低其成本產(chǎn)品的可靠性是其賴以生存和發(fā)展的首要條件。TSC產(chǎn)品集強電(晶閘管、電容器等)與弱電

7、(微處理器、存儲器等)于一體,它們之間的電磁干擾非常嚴重。合理選擇電子器件及設計控制器電路,合理選擇檢測物理量和控制算法,進一步提高產(chǎn)品的可靠性和抗干擾能力,減小投切的振蕩,降低產(chǎn)品成本,提高產(chǎn)品的競爭力是今后的一個研究方向。主電路中采用晶閘管閥,過零檢測電路采用光耦,存在邏輯觸發(fā)電路比較復雜、可靠性低的問題。筆者用過零固態(tài)繼電器作為TSC裝置的開關元件來解決這一問題,得了滿意的效果。(2)無功參量的快速檢測及控制新方法快速準確地檢測系統(tǒng)的無功參數(shù),是TSC進行快速動