電氣工程及其自動化畢業(yè)設計-線路無功補償對電壓電流波形的影響分析

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　線路無功補償對電壓電流波形的影響分析</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b><

2、/p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　引言II</b></p><p>　　1 線路無功補償基本理論1</p><p>　　1.1 線路并聯(lián)電容器無功補償?shù)母拍?</p><p>　　1.2 并聯(lián)電容無功補償?shù)姆绞?</p><p>　　

3、1.3無功補償對電網(wǎng)的作用3</p><p>　　1.3.1穩(wěn)定電壓，提高電能質量3</p><p>　　1.3.2提高功率因數(shù),減少功率損耗4</p><p>　　2 10kV線路無功補償配置的關鍵5</p><p>　　2.1 確定最佳安裝位置5</p><p>　　2.2 確定無功補償容量5</

4、p><p>　　2.2.1 無功補償當量確定最優(yōu)補償容量的方法5</p><p>　　2.2.2 提高功率因數(shù)確定無功補償?shù)姆椒?</p><p>　　2.2.3降低線損確定補償容量的方法6</p><p>　　2.2.4 提高運行電壓確定補償容量的方法6</p><p>　　3 典型應用模式7</p>

5、;<p>　　3.1模式A 全自動無功補償7</p><p>　　3.1.1 自動單投單切7</p><p>　　3.1.2自動雙投雙切7</p><p>　　3.2 模式B：“固定補償+自動無功補償”的混合方式8</p><p>　　3.2.1 固定補償+自動單投單切8</p><p>　　3

6、.2.2 固定補償+自動雙投雙切8</p><p>　　4 構建 MATLAB 仿真模型及仿真分析8</p><p>　　4.1 構建 MATLAB 仿真模型8</p><p>　　4.2 仿真分析9</p><p>　　4.2.1 一次投入整個補償容量的情況9</p><p>　　4.2.2 分三次投入補償

7、電容的情況10</p><p>　　4.2.3 補償容量過大的情況12</p><p><b>　　4.3 結論13</b></p><p>　　5全文總結和展望21</p><p>　　5.1 全文總結22</p><p><b>　　5.2 展望22</b>&

8、lt;/p><p><b>　　參考文獻22</b></p><p>　　致謝23Contents</p><p>　　AbstractII</p><p>　　The introductionII</p><p>　　1 The basic theory of reactive power

9、compensation1</p><p>　　1.1 The concept of lines parallel capacitor reactive power compensation1</p><p>　　1.2 Shunt capacitance reactive compensation way3</p><p>　　1.3The role of

10、reactive power compensation for grid3</p><p>　　1.3.1Stable voltage, improve power quality3</p><p>　　1.3.2Improve the power factor, reduce power loss4</p><p>　　2 The key to 10 kv

11、line configuration of reactive power compensation5</p><p>　　2.1 To determine the best installation location5</p><p>　　2.2 Determine the reactive power compensation capacity5</p><p&

12、gt;　　2.2.1 Reactive power compensation capacity and compensation equivalent5</p><p>　　2.2.2 Improve the power factor to determine the power compensation method6</p><p>　　2.2.3The way to determ

13、ine compensation capacity reducing line loss6</p><p>　　2.2.4 Improve the operating voltage to determine the capacity method6</p><p>　　3 A typical application pattern7</p><p>　　3.

14、1Model A fully automatic reactive power compensation7</p><p>　　3.1.1 Single shot cut automatically7</p><p>　　3.1.2Double double cut automatically7</p><p>　　3.2 Model B: "fix

15、ed compensation and automatic reactive compensation" way of</p><p><b>　　mixing8</b></p><p>　　3.2.1 Fixed compensation + single cast cut automatically8</p><p>　　3.

16、2.2 Fixed compensation + double double cut automatically8</p><p>　　4 The MATLAB simulation model and simulation analysis8</p><p>　　4.1 MATLAB simulation model was constructed8</p><

17、p>　　4.2 The simulation analysis9</p><p>　　4.2.1 A compensation capacity and the whole situation9</p><p>　　4.2.2 Three times in compensation capacitance10</p><p>　　4.2.3 The co

18、mpensation capacity is too large12</p><p>　　4.3 conclusion13</p><p>　　5 The full text summary and outlook21</p><p>　　5.1 The full text summary22</p><p>　　5.2 Lookin

19、g forward to22</p><p>　　References22</p><p>　　To thank23</p><p>　　線路無功補償對電壓電流波形的影響分析</p><p>　　摘要:我國電力工業(yè)發(fā)展迅猛，配電網(wǎng)的電力負荷不斷增長，無功功率的需求也在不斷地增長，無功功率是保證電力系統(tǒng)電能質量、降低電網(wǎng)損耗以及保證其安全

20、運行所不可缺少的部分。當無功功率不平衡時，將會導致系統(tǒng)電壓降低、電能質量下降、功率因數(shù)降低、線損增加等問題。為了解決以上的問題，保證系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行，必須做好無功補償?shù)囊?guī)劃、建設和管理等各方面的工作。配電網(wǎng)線路中多以10kV線路為主，因此做好10kV線路的無功補償具有重要的意義，是建設好配電網(wǎng)的一個不可或缺的環(huán)節(jié)。本文主要介紹了無功補償?shù)谋尘耙饬x、線路無功補償?shù)脑?，并對不同補償方式進行matlab仿真結果的優(yōu)缺點進行比較分析。<

21、/p><p>　　關鍵詞：10kV線路 無功補償 matlab仿真 </p><p>　　Line reactive power compensation for the influence of voltage and current waveform analysis</p><p>　　Abstract the fast development of powe

22、r industry in China, the increasing power load of distribution network and reactive power demand is in constant growth, reactive power is to guarantee the power system power quality, reduce the loss of power grid and ens

23、ure the safe operation of the indispensable part. When the reactive power imbalance will lead to reduced system voltage, power quality, power factor, reduce, the problem such as line loss increases. In order to solve the

24、 above problems, ensur</p><p>　　Keywords: 10 kV line； reactive power compensation ；matlab simulation </p><p><b>　　引言</b></p><p>　　電壓是電能主要質量指標之一，在電網(wǎng)有功需求一定的情況下，它的好壞主要取決電力系

25、統(tǒng)無功潮流分布是否合理，這不僅關系到電力系統(tǒng)向電力用戶提供電質量的優(yōu)劣問題，而且還直接影響電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟運行。目前，我國電網(wǎng)尤其是廣大的農(nóng)村電網(wǎng)（10 kV）普遍的功率因數(shù)較低，造成了線路有功損耗較大，這主要是由于配電網(wǎng)中存在著比較多的感性負荷一一比如電動機消耗的電能占全國用電量的70%以上，而大部分的電動機由于設計和使用上的緣故其功率因數(shù)一般很低，往往只有0.7左右，這些感性負載需要吸收大量的無功功率來滿足其運行;另外，隨著現(xiàn)代電力

26、電子技術的發(fā)展，各種電力電子裝置，尤其是大功率變流、變頻裝置在電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、居民家庭得到了廣泛應用，這些裝置的自然功率因數(shù)往往較低，而且有迅速發(fā)展的勢頭，同樣需要從電網(wǎng)吸取大量的無功功率。電網(wǎng)無功功率的來源主要靠發(fā)電機發(fā)出和各種補償設備提供，為保證發(fā)電機的出力和輸電線路的傳輸效率，通常系統(tǒng)電源只提供少量的無功功率，大量的無功功率需要由各級變電站、配電線路以及用戶的補償設備來提供。對于農(nóng)網(wǎng)中壓配電網(wǎng)來說線路較長，配電變壓器容量較小，

27、安裝位置分散，分布極不均勻，而且用戶就地無</p><p>　　1 線路無功補償基本理論</p><p>　　1.1 線路并聯(lián)電容器無功補償?shù)母拍?lt;/p><p>　　在電力系統(tǒng)中，負荷要消耗大量無功功率。例如，感應電動機消耗的無功功率約占其總功率的一半以上，變壓器約占其總功率的20%-25%，而空載運行時，變壓器的功率因數(shù)只有大約0.01，感應電動機只有0.1-0

28、.2左右。假如不采用“就地無功補償”，那么這些所需要的無功功率就將由發(fā)電機來供給傳輸，這就會造成電源與用電設備之間發(fā)生大量的功率交換，將會增大線路中無功電流的數(shù)值。因此，為了提高電源的功率因數(shù)降低能源的損耗，需要對電力系統(tǒng)中的感性無功負荷進行補償。</p><p>　　在交流電路中，流經(jīng)純電感中的電流與流經(jīng)純電容中的電流之間的相位相差180°，當幅值相等時，相量相加為零，可以相互抵消。當系統(tǒng)中的感性負荷

29、釋放能量時，由容性負荷儲存起來;當系統(tǒng)中的感性負荷吸收能量時，由容性負荷釋放能量來提供。事實上，就是能量在兩種不同類型的元件中的流動交換，感性負荷所需要的無功功率由容性負荷所提供補償，不依靠發(fā)電機的遠距離傳輸。</p><p>　　(a) R、L串聯(lián)后與C并聯(lián)的等值電路圖</p><p>　?。╞）電壓、電流向量圖</p><p>　　圖1-1 線路并聯(lián)電容器補

30、償?shù)牡戎惦娐穲D和向量圖</p><p>　　在圖1-1（a）中，流經(jīng)R、L的電流 可以矢量分解為如圖1-1（b）所示。則總的電流方程為</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　由電容提供的無功功率為</p><p><b>　?。?-2）</b></p>&

31、lt;p>　　由式（1-1）可知時，無功電流之和為零。則電源不用提供無功電流，只提供有功電流，那么電源的功率因數(shù)等于一。</p><p>　　選擇并聯(lián)電容器這種補償方式，原理簡單、實際操作方便，但只能補償數(shù)值固定的無功功率。就目前看來，往往是采用將電容器分組，根據(jù)所需補償?shù)拇笮磉M行投切，從而改變并聯(lián)電容器組的總的電容值，以達到改變補償無功功率的目的。</p><p>　　1.2 并

32、聯(lián)電容無功補償?shù)姆绞?lt;/p><p><b>　　個別補償</b></p><p>　　個別補償又稱為“就地補償”，根據(jù)個別用電設備所需補償?shù)臒o功，將電容器與用電設備并聯(lián)接入電網(wǎng)，也稱為隨機補償。個別補償?shù)奶攸c是:補償電容與用電設備的運行狀態(tài)保持一致，用電設備投入運行時電容器也投入運行，而且這種補償方式投資少，所需要占用的空間小，且安裝起來很容易，方便維護，補償裝置的

33、故障率低。但存在的不足是:實際上一些生產(chǎn)設備并不經(jīng)常使用，這就會造成與用電設備一起安裝的電容器也很少使用，導致補償電容的利用率很低;許多低壓設備并不適合安裝隨機補償電容器，因此造成的無功消耗得不到補償改善；由于控制設備的響應時間較慢，造成補償效果不理想。</p><p><b>　　集中補償</b></p><p>　　集中補償是指將并聯(lián)電容器集中安裝在變電站母線上。

34、其優(yōu)點是安裝容易，便于維護檢修，設備的利用率很高，便于控制變電站的電壓水平。缺點是當負荷較輕的時候，如果沒有自動控制裝置及時將電容器切除，將會產(chǎn)生多余的無功，造成過補償，將抬高運行電壓;若補償裝置安裝有自動投切裝置，那么需要進行頻繁的投切，將會產(chǎn)生較大的沖擊電流，會增加電容器自身的損耗，減少使用壽命;集中補償并不能補償每條配電線路的無功負荷，因此無法降低線路上的電壓損耗和有功損耗。</p><p><b&g

35、t;　　桿上補償</b></p><p>　　配電網(wǎng)中許多公用變壓器沒有在低壓側安裝無功補償裝置，使得無功負荷比較重。因此，需要變電站為其提供大量的無功功率，這些無功功率沿著線路長距離傳輸，便增加了配電網(wǎng)的損耗。因此可以在架空線路的桿塔上或者并行架桿上進行并聯(lián)電容器的安裝，用這種方法來進行無功補償。目前，這種補償方式在110 kV線路中的應用越來越多。這種補償方式的優(yōu)點有:投資小、回收快、補償效率較高

36、、便于生產(chǎn)管理和運行維護等，比較適合長距離配電線路，因為它的功率因數(shù)較低且負荷較重。其缺點是:電力系統(tǒng)中的負荷在不斷地波動變化，而該方式主要是補償無功基荷，當處于用電高峰的時候，線路中的無功負載很重，補償后線路的功率因數(shù)仍然不高，一般達不到0.95;而且由于桿上安裝的并聯(lián)電容器往往離變電站和檢修中心較遠，對于監(jiān)測和檢修都是很麻煩的，往往會出現(xiàn)保護不易配置，生產(chǎn)控制成本高，施工安裝易受到環(huán)境和空間以及人為因素等客觀條件的限制。</p

37、><p>　　1.3 無功補償對電網(wǎng)的作用</p><p>　　1.3.1 穩(wěn)定電壓，提高電能質量</p><p>　　圖1-2 某配電線路等值圖</p><p>　　補償前，電壓損耗ΔU為 </p><p><b>　　（1-3）</b></p><p>　　公式(1-3)

38、中，U為線路末端電壓(kV），R為線路等值電阻(Ω)，X為線路等值電抗(Ω)， P為線路末端有功負荷(kW），Q為線路末端無功負荷(kVar)。</p><p>　　在線路末端安裝補償電容器，容量為Qc，補償后，線路電壓損耗△U’為:</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　補償后相比較于補償前，電壓損耗下降值△U”

39、為</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　從式子(1-4)中可以看到無功功率直接影響了電壓損耗，而無功補償?shù)淖饔镁褪悄軌驕p小線路中傳輸?shù)臒o功功率，從式子(1-5)中可以看出，電壓損失的減少值△U”與補償量的大小Qc與成正比。</p><p>　　1.3.2 提高功率因數(shù)，減少功率損耗</p><

40、p>　　無功功率在電網(wǎng)中的傳輸，影響著配電線路的有功損耗以及功率因數(shù)，從而影響著系統(tǒng)的經(jīng)濟運行。無功功率越大，功率因數(shù)越低，對感性無功進行補償可以有效地降低無功功率，從而提高線路功率因數(shù)。在電網(wǎng)中無論是傳輸有功功率還是無功功率，都會引起電流的流動，造成有功功率損耗。</p><p>　　安裝補償電容器之前，有功損耗ΔP為：</p><p><b>　　（1-6） </

41、b></p><p>　　在線路末端安裝補償電容器，容量為Qc，補償后，線路損耗ΔP’為:</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　補償后相比較補償前，有功損耗的下降值△P”為:</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>

42、;　　從式子(1-6)中可以看出，在P、R的數(shù)值一定時，ΔP與Q²成正比。功率損耗完全取決于傳輸?shù)臒o功功率的大小。由式子(1-7)可以看出，無功補償可以有效地降低線路的有功損耗。</p><p>　　2 10kV線路無功補償配置的關鍵</p><p>　　2.1 確定最佳安裝位置</p><p>　　利用公式確定電容器組數(shù)，最佳補償度，最佳安裝點和損耗下降

43、率。得出</p><p><b>　　（）</b></p><p>　　式中Qx：線路所補償?shù)碾娙萜魅萘?Ki：無功補償度或補償區(qū)間</p><p>　　：線路線損的下降率 L：線路長度 n：電容器分組組數(shù)</p><p>　　2.2 確定無功補償容量</p><p>　　2.2.1 無功補償當量

44、確定最優(yōu)補償容量的方法</p><p>　　圖2-1 系統(tǒng)模擬圖</p><p>　　設第n段通過的無功功率為Qn1，第n段的電阻為Rn，則第n段末端補償前后的無功經(jīng)濟當量和無功補償當量為</p><p>　　每個節(jié)點上的無功經(jīng)濟當量和無功補償當量等于Cn1、Cn2、Cn之和，即：</p><p>　　在電網(wǎng)某處進行無功補償后，使電網(wǎng)減少的有

45、功損耗為該點之前無功功率所流經(jīng)的各段有功損耗減少量之和，即：</p><p>　　2.2.2 提高功率因數(shù)確定無功補償?shù)姆椒?lt;/p><p>　　采取公式計算補償容量：</p><p>　　式中Qc：所需補償容量；</p><p>　　Ppi：最大負荷日平均有功功率；</p><p>　　、：最大負荷日平均功率因數(shù)。&

46、lt;/p><p>　　2.2.3 降低線損確定補償容量的方法</p><p>　　采用公式計算補償容量：補償后下降的線損率百分數(shù)</p><p><b>　　補償容量為</b></p><p>　　2.2.4 提高運行電壓確定補償容量的方法</p><p>　　安裝無功補償裝置前的線路的電壓降落計算

47、式：</p><p>　　安裝無功補償裝置Qc之后線路的電壓降落計算式為</p><p>　　式中ΔU：投入并聯(lián)電容器后的電壓升高值，kV</p><p>　　U：并聯(lián)電容器未投入時的母線電壓，kV</p><p>　　Qc：并聯(lián)電容器裝置容量，MVar</p><p>　　Sk：并聯(lián)電容器裝置連接處母線三相短路容量，

48、MVA</p><p>　　由上式可知，Qc越大，Sk越小，ΔU越大，也就升壓效果越明顯，因此越接近線路末端，系統(tǒng)短路容量Sk越小，安裝并聯(lián)電容器效果越明顯。 </p><p><b>　　3 典型應用模式 </b></p><p>　　10kV供電線路無功補償主要補償線路感性電抗所消耗的無功功率和配電勵磁無功功率損耗，10kV供電線路無功補償

49、的典型應用模式主要有四類：全自動補償、混合補償、固定補償和濾波補償。</p><p>　　3.1 模式A 全自動無功補償</p><p>　　3.1.1 自動單投單切</p><p><b>　　(1)適用范圍</b></p><p>　　適合線路無功量相對穩(wěn)定單擊階梯式變化情況。補償量不宜過大，通常用于線路無功缺額在5

50、00kVar以下的范圍，電容量按60%到70%的區(qū)間配置。</p><p><b>　　(2)確定安裝位置</b></p><p>　　根據(jù)2.1的方法計算確定無功補償裝置的最佳補償度和安裝位置。</p><p><b>　　(3)確定補償容量</b></p><p>　　按照2.2介紹的計算方法，

51、確定所需要的無功補償容量。</p><p><b>　　(4)補償裝置選擇</b></p><p>　　選用帶通訊接口的成套無功補償裝置。</p><p><b>　　(5)通訊方式選擇</b></p><p>　　可選用無線通訊和人工采信方式。</p><p><b&

52、gt;　　(6)主要特點</b></p><p>　　采用單極動態(tài)補償，能夠自動跟蹤線路無功負荷變化而改變無功補償容量，有效減少10kV線路上無功電流流動，降低線路損耗，補償效果明顯優(yōu)于固定補償。</p><p>　　能有效防止線路輕載時出現(xiàn)過補償以及欠補償引起的電壓升高問題，改善電路的輸電性能，提高功率因數(shù)和電能質量。</p><p>　　缺點是單級式

53、補償精度不夠高，諧波濾波等功能受到限制。</p><p>　　3.1.2 自動雙投雙切</p><p>　　適合線路無功缺額較大，起伏變化多階梯的情況。用于線路無功缺額在500-800 kVar的范圍，補償容量按60%到75%的區(qū)間配置。</p><p>　　(1) 實現(xiàn)了三級動態(tài)補償，補償時間較長，補償效果比較好。能夠自動跟蹤無功負荷變化而改變無功補償容量，有效減

54、少10kV線路上無功電流流動 ，降低線路損耗。</p><p>　　(2) 補償電容器分為兩組，補償精度高，線路降損效果比較好。</p><p>　　(3) 能有效防止線路輕載時出現(xiàn)過補償以及欠補償引起的電壓升高問題，改善電路的輸電性能，提高功率因數(shù)和供電電壓質量。</p><p>　　(4) 與單組投切自動補償裝置相比，成本相對較高，維護工作量大，回收期較長。&l

55、t;/p><p>　　3.2 模式B：“固定補償+自動無功補償”的混合方式</p><p>　　3.2.1 固定補償+自動單投單切</p><p>　　適合長期存在穩(wěn)定的無功負荷，又有一定的無功量疊加起伏的情況，通常在≤3000kVar的范圍內選擇，補償容量最大不超過350kVar。</p><p>　　(1) 形式上是兩級補償，實際上是單級動態(tài)

56、補償。僅有一部分負荷可以實現(xiàn)自動跟蹤負荷的變化而改變無功補償容量，有效減少10kV線路上無功電流流動，降低線路損耗。</p><p>　　(2) 確定固定補償部分的電容量，容量既不能太小也不能太大，避免欠補償或過補償。對固定補償容量的準確性要求比較高。</p><p>　　(3) 補償精度不夠高，但補償效果優(yōu)于全固 定補償。裝置維護工作量較小，成本較低，回收周期比較短。</p>

57、<p>　　3.2.2 固定補償+自動雙投雙切</p><p>　　適合線路長期存在穩(wěn)定的無功負荷，又有較大的無功缺額、無功起伏變化多階梯式的情況 。無功補償容量適合在 300kVar-500 kVar 范圍內選擇。</p><p>　　(1) 形成了四級動態(tài)補償，補償精度較高，補償效果較好。除少部分負荷進行固定補償外，其余大部分負荷能夠實現(xiàn)自動跟蹤負荷的變化而改變無功補償容

58、量，有效減少 10kV 線路上無功電流流動，降低線路損耗。</p><p>　　(2) 能明顯改善線路的輸電性能，提高功率因數(shù)和供電電能質量。</p><p>　　(3) 先要確定固定補償部分的電容量，容量既不能太大也不能太小，對固定補償容量的準確性要求較高。</p><p>　　(4) 無功補償裝置造價相對較高，維護工作量較大，回收周期較長。</p>

59、<p>　　4 MATLAB 仿真模型及仿真分析 </p><p>　　4.1 構建 MATLAB 仿真模型 </p><p>　　現(xiàn)以某有限公司10 kV配電工程為例分析建立無功補償仿真模型,公司供電的一次接線示意圖如下</p><p>　　圖4-1 一次主接線示意圖</p><p>　　系統(tǒng)S以10KV電壓供電給用戶不考慮線

60、路上的其他用電用戶。設線路長約10km，用戶的有功負荷為PLD =5000 kW，補償前功率因數(shù)0.78，則無功功率為QLD=3900 kVar。根據(jù)供用電協(xié)議，供電部門要求公司高壓計量點的功率因數(shù) cosφ達到0.92，考慮裕量及不至于向系統(tǒng)倒送無功功率，功率因數(shù) cosφ實際補償至0.95。依據(jù)前面的公式計算，補償?shù)臒o功功率總計ΔQ=5000 [tan(arccos0.78)-tan(arccos0.95)]≈2368 kVar

61、 </p><p>　　根據(jù)電容器的容量等級，在仿真模型中考慮補償容量為2400kVar。 建立如圖4-2所示的matlab仿真模型：</p><p>　　圖4-2 MATLAB仿真模型圖 </p><p>　　補償容量分成3組，分別為C1、C2、C3 ，具體容量可根據(jù)情況設置。電容器的切除投入由斷路器QF1、QF2、Q

62、F3 控制。投入或切除由階躍函數(shù)脈T1、T2、T3 控制斷路器的通斷。通斷時間可根據(jù)具體仿真情況選取，下面根據(jù)電容器的投切及容量的變化分幾種情況分析補償對10 kV 母線電壓及電流的影響。</p><p><b>　　4.2 仿真分析</b></p><p>　　4.2.1 一次投入整個補償容量的情況</p><p>　　選取電容器C1的容量為

63、 2400 kVar,T1 時間為0.2秒，即在0.2秒投入補償電容，其他電容不投入。從仿真圖4-3和4-4 可以看出，補償后電壓幅度明顯增加，增加值約為1300 V，電流幅度減小，減小約為30A。并且在電容剛并入時，電壓、電流都有一個比較大的突變，對電網(wǎng)及用戶設備來說，造成沖擊是不利的方面。</p><p>　　圖4-3 10kV 電壓母線波形</p><p>　　圖4-4 10kV母線

64、端負荷電流波形</p><p>　　圖4-5 電容器接入點電流沖擊波形</p><p>　　4.2.2 分三次投入補償電容的情況</p><p>　　選取電容器C1、C2、C3 的容量分別為800 kVar 、800 kVar 、800 kVar ，T1、T2、T3 時間分別為 0.2s、0.25s、0.3 s，即在0.2 、0.25、0.3s 投入補償電容 。圖4

65、-6、4-7 為 10 kV 母線電壓波形，10 kV 母線端負荷電流波形?？梢钥闯?，補償后電壓幅度總體上增加，逐次補償增加總增加值約為 1200 V。電流幅度逐次減小，總減小值約為28 A。雖然點減小，但不明顯，在電容剛投入時，電壓、電流的突變都比較小，相對電網(wǎng)及用戶設備來說，沖擊也比較小，這是有利的方面。</p><p>　　圖4-6 10kv 母線電壓波形</p><p>　　圖4-

66、7 10kv 母線端負荷電流波形</p><p>　　圖4-8 電容器投入時電流沖擊波形</p><p>　　4.2.3 補償容量過大的情況</p><p>　　選取電容量C1的容量為6000kVar，T1時間為0.2s，即在0.2投入補償電容，其他電容不投入。仿真圖4-9、4-10為補償容量過大時，10kV母線電壓及端電流波形，可以看出，補償后電壓幅度增加比較大，

67、增加值約為2500V；但電流不是減少而是增加，增加值約為50A。這可能是系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振，因諧波放大而引起。并且在電容剛投入時，電壓、電流都有一個比較大的突變。對電網(wǎng)及用戶設備的運行造成不利影響；并且在系統(tǒng)在最小運行方式時，由于電壓升高，設備勵磁電流增加，相對應增加了電流，設備溫度升高，嚴重時燒壞運行設備，對電網(wǎng)和用戶設備造成不必要的經(jīng)濟損失。</p><p>　　圖4-9 10kv母線電壓</p>

68、<p>　　圖4-10 10kv母線端負荷電流波形</p><p>　　圖4-11 電容接入點電流沖擊波形</p><p><b>　　4.3 結論</b></p><p>　　上面的仿真結果表明：</p><p>　　(1) 系統(tǒng)無功補償?shù)娜萘啃枰鶕?jù)系統(tǒng)運行方式及用戶的具體情況，首先根據(jù)初步計算決定，以免

69、產(chǎn)生過補償，這樣既浪費資金，又產(chǎn)生不必要的設備損失。</p><p>　　(2) 在補償電容器投切時，需要進行投切方式的選擇，要避免一次投入過大容量的補償裝置，宜逐次投入適當?shù)难a償容量，以防止對系統(tǒng)及用戶產(chǎn)生較大的沖擊電壓和電流。</p><p>　　(3) 仿真結果表明對實際中的無功補償容量的設計確定以防止諧波放大也有實際的指導意義。</p><p><b&

70、gt;　　5 全文總結和展望</b></p><p><b>　　5.1 全文總結</b></p><p>　　全文簡要介紹了電力系統(tǒng)無功補償?shù)母拍?，并?lián)電容無功補償?shù)姆绞胶蜔o功補償對電網(wǎng)的作用。運用Matlab仿真詳細說明了不同投切方式下補償電容對電網(wǎng)電壓、電流的影響。</p><p><b>　　5.2 展望</

71、b></p><p>　　電力系統(tǒng)中感性負荷是隨時變化的，隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，對無功功率動態(tài)補償?shù)男枨笤絹碓狡惹?。使用晶閘管對電抗器進行實時投切，構成晶閘管控制電抗器（TCR)和晶閘管投切電容器(TSC)可以根據(jù)電網(wǎng)中無功功率的狀況進行無功補償。</p><p>　　隨著電力電子技術的進一步發(fā)展，近年來出現(xiàn)了采用自換相變流電路的靜止無功補償裝置，通常稱為靜止無功發(fā)生器(Static

72、Var Generator SVG)或高級靜止無功補償器(Advanced Static Var Compensatoreses ASVCg)，也叫靜止調相機(Static Condenser-STATCON}91s}。與傳統(tǒng)的以TCR為代表的SVC裝置相比，SVG的調節(jié)速度更快，運行范圍更寬，而且在采取多重化、多電平或PWM技術等措施后可減少補償電流中諧波的含量。更重要的是，SVG使用的電抗器和電容元件遠比SVC中使用的電抗器和電容元

73、件要小，這將大大縮小裝置的體積和成本。SVG是基于瞬時無功功率的概念和補償原理，采用全控型開關器件(如GTO晶閘管、IGBT等)組成自換相交流器，輔之以小容量儲能元件所構成的瞬時無功功率補償。其基本原理就是將自換相橋式電路并聯(lián)在網(wǎng)上(或者通過電抗器與電網(wǎng)并聯(lián))，通過調節(jié)橋式電路交流側輸出電壓的相位、幅值或者直接調節(jié)其交流側電流，都可以使橋式電路吸收或發(fā)出符合要求的無功功率，從而達到動態(tài)無功補償?shù)哪康?。因為SVG比SVC的調節(jié)速度更快、運

74、行</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 王大志，王克難，劉震.電力系統(tǒng)無功補償原理與應用[M].北京:電子工業(yè)出版社</p><p>　　[2] 粟時平，劉桂英.靜止無功功率補償技術[M].北京:中國電力出版社2006.4-5</p><p>　　[3] 張利生.電力網(wǎng)電能損耗管理及

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81、北電力術，2002, 23(6):29一31</p><p>　　[19] 劉智勇，余志東，無功功率補償技術及發(fā)展趨勢[J].農(nóng)村電氣化，2004,6:9-10</p><p>　　[20] 劉建強.配電網(wǎng)四種無功補償技術方案比較[J] .電工技術雜志，2003, 3: 1-3</p><p><b>　　致謝</b></p>&

82、lt;p>　　本論文是在我的導師宋成寶的悉心指導下完成的。在論文完成期間，從選題到查閱資料，論文提綱的確定，中期論文的修改，后期論文格式調整及最后定稿等各個環(huán)節(jié)，都傾注了宋老師大量的心血。老師不僅在學業(yè)上給予我精心指導和無私的幫助，為我作了大量的輔導和答疑工作，幫助我解決實際工作中所遇到的一個個難題，同時還在思想上給我以無微不至的關懷。她以淵博的知識、嚴謹?shù)闹螌W作風，使我不僅提高了理論水平和實踐能力，更學到了做人、做學問的道理，在

83、此謹向老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意，非常感謝宋成寶老師在我大學的最后學習階段給自己的指導。</p><p>　　感謝我的母校山東農(nóng)業(yè)大學給了我大學四年深造的機會，讓我能繼續(xù)學習和提高。感謝各位任課老師在我四年的本科學習過程中給予的幫助，感謝你們?yōu)槲业某砷L付出的辛勤汗水。老師們對工作細致認真，精益求精的科研作風深深影響著我，使我受益匪淺。這將激勵我在今后的工作中不畏艱難，奮發(fā)向上。衷心感謝老師在學習上和生活上對我

84、的關心與照顧。</p><p>　　感謝一起生活，一起學習，一起成長了四年的11級電氣的全體同學。同窗四年，共同分享彼此的喜怒哀樂，祝愿各有美好前程。懷念我們共同學習、共同生活的美好日子。</p><p>　　感謝大學四年給予我?guī)椭呐笥眩湍銈兿嗵幵谝黄鹗俏业拇髮W生活充滿了激情與快樂。</p><p>　　特別感謝我的家人和電氣二班的所有同學，是他們在我學業(yè)上給予