变电站谐波抑制和无功综合补偿技术的研究

为了解决变电站非线性负荷产生的谐波及无功功率损耗的问题,采用一种综合补偿方法,将混合型有源电力滤波器(Hybrid Active Power Filter, HAPF)与晶闸管控制电抗器(Thyristor Controlled Reactor, TCR)相结合构成综合补偿,融合两者的优点,平衡负载,抑制各次谐波,补偿无功功率,也在一定程度上弥补了HAPF与TCR装置各自解决问题的单一性。在HAPF与TCR各部分的模块中,对有源滤波器(Active Power Filter, APF)的谐波检测、TCR触发角进行了设计与分析,并根据综合补偿的结构,在MATLAB中搭建了相应的模型,最后通过仿真和对实际数据的结果分析,指明该综合补偿方案对变电站母线谐波电压畸变率及流入电网的谐波电流水平有较大的改善。     

基于自耦变压器的新型动态无功补偿装置

在分析传统的晶闸管投切电容器（TSC）、相控电抗器（TCR）工作原理的基础上,提出了一种新型的动态无功补偿装置一自耦变压器型TSC和TCR的复合装置（TSCCRAT）。TSC、TCR及TSCCRAT的工作性能仿真结果比较表明,TSCCRAT与TSC相比无功功率连续可调和制造成本低,与TCR相比具有较小的谐波电流和功率损耗。特别是TSCCRAT将高电压领域常见的晶闸管对串联结构改成单或少量晶闸管对串联工作,提高了装置的可靠性,降低了控制难度。     

一种新型TCR消弧线圈研究

分析了原TCR(Thyristor Controlled Reactor)式消弧线圈的存在的问题,即谐波分量无法滤除.根据三相五柱式消弧线圈的工作原理及与之相适应的DSP控制器件,提出调节多组晶闸管导通角获得补偿电感电流的控制方法,及采用改进相位法来实现快速调谐.实验显示该消弧线圈调节特性好,谐波分量少,能实现电抗值的柔性调节并能精确的自动跟踪补偿电网电容电流.     

10kV晶闸管投切电容器在变电站的应用

TSC（Thyristor Switched Capacitor）是基于晶闸管开关投切电容器的配电系统补偿设备,它的主要特征就是无暂态地补偿变化负载的无功需求且并不向系统注入谐波。国内一直称之为晶闸管投切电容器（TSC）。     

10kV FC+TCR静止无功补偿装置动态无功补偿方案设计

提出国内10kV以上晶闸管动态无功补偿装置的研制和生产具有很大的发展空间，分别介绍了一种1/10kV、1200kvar的晶闸管控制电抗器（TCR）与固定电容器组（FC）并联使用，即FC＋TCR动态无功补偿装置的技术原理、技术方案、技术措施以及各项技术指标。并介绍该装置与计算机在线检测监视系统相结合在无人值守变电站中的应用情况。设计方案提倡采用国内技术与进口关键元器件相结合的设计思想，同时实现降低成本和提高可靠性2项指标。     

SVC在我国电网中的应用及前景

1 SVC在我国电网中的应用 近20年来,由于电力电子技术的发展,SVC(Staic VarCapactor)成为专指晶闸管控制的电抗器(Thyristor ControlledReactor-TCR)和晶闸管投切电容器(Thyristor SwitchedCapactor-TSC),以及两者的混合装置(TCR+TSC),或者TCR与固定电容器(Fixed Capactor-FC)或机械投切电容器(Mechanically Switched Capactor-MSC)混合使用的装置(TCR+FC、TCR+MSC)等。     

配电变压器集成式混合补偿系统

配电变压器作为配电网高低电压等级交汇点,是电能质量控制的关键节点。针对配电网中广泛应用的Dyn连接组配电变压器,文中提出了一种配电变压器集成式混合补偿系统。有源滤波器(APF)和晶闸管可控电抗器(TCR)以及无源滤波支路通过连接抽头接入配电变压器高压侧三角形绕组。采用TCR实现对无功功率的动态补偿,无源滤波支路设计为容性,扩大TCR补偿无功功率范围的同时,滤除TCR以及负载产生的部分谐波电流,进一步减小APF的容量,APF则用来提升无功补偿动态响应速度以及补偿负载和TCR所产生的谐波电流。仿真验证了所提方案的有效性。     

应用于钢铁企业的TCR型动态无功补偿装置

阐述和分析了晶闸管控制电抗器(TCR)动态无功补偿装置的特点和原理，并针对轧机类负荷提出了一套TCR型补偿装置设计方案，通过计算机仿真，达到了预期的效果。     

基于自耦变压器的新型动态无功补偿装置

在分析传统的晶闸管投切电容器(TSC)、相控电抗器(TCR)工作原理的基础上,提出了一种新型的动态无功补偿装置-自耦变压器型TSC和TCR的复合装置(TSCCRAT)。TSC、TCR及TSCCRAT的工作性能仿真结果比较表明,TSCCRAT与TSC相比无功功率连续可调和制造成本低,与TCR相比具有较小的谐波电流和功率损耗。特别是TSCCRAT将高电压领域常见的晶闸管对串联结构改成单或少量晶闸管对串联工作,提高了装置的可靠性,降低了控制难度。     

基于级联有源滤波器与静止无功补偿器的综合补偿控制方案

级联多电平有源滤波器(CS-APF)与静止无功补偿器(SVC)同时运行存在稳定性及无功补偿控制优化等问题。文中提出一种统一控制策略,结合SVC和CS-APF的功能特点,使SVC对负载正序无功分量及负序分量的补偿进行前馈控制和电网电纳(不包含CS-APF分量)反馈控制;CS-APF对晶闸管相控电抗器(TCR)与电网负载谐波的补偿进行前馈控制,并去除SVC中固定电容分量,进行电网电流反馈控制,同时对SVC无功补偿进行二次优化补偿。另外,提出一种TCR谐波电流预计算方法,根据TCR触发角当前值与电网电压锁相环相位,构建TCR谐波电流,实现对TCR谐波的预计算。仿真和实验研究表明,在该综合控制方案下,SVC与CS-APF控制不存在闭环,系统稳定性高,TCR谐波补偿无滞后,无功补偿响应较快,补偿能力强。     

一种电气化铁路电能质量综合补偿系统

为实现对电气化铁路负序、谐波和无功的集中治理,提出一种电气化铁路电能质量综合补偿系统。该系统包括一个铁路功率调节器(RPC)和两套多组晶闸管控制投切电容器(TSC)。其中,TSC承担绝大部分无功功率的补偿,RPC进行两供电臂有功调节、抑制谐波和补偿剩余小部分无功,因此有源装置RPC容量得到降低,并实现负序、谐波和无功综合补偿。本文分析了该系统的工作原理,提出了RPC与TSC协调控制策略、基于无功分离的参考电流实时检测和无功分配方法及RPC控制方法,并进行仿真和实验验证。仿真和实验结果表明,本文提出的检测和控制方法下具有较好的补偿效果。     

牵引供电系统负序电流和谐波对电力系统的影响及其补偿措施

作为电力系统的一个特殊用户,电气化铁路具有非线性、不对称和波动性的特点。文章以包神铁路巴瓷段瓷窑湾牵引变供电工程为例,分析了电气化铁路负序电流和谐波对电力系统的影响。针对目前补偿措施存在的问题,提出采用由单调谐滤波器和晶闸管控制电抗器构成的静止无功补偿器动态补偿电气化铁路系统不断变化的无功需求,并对瓷窑湾牵引变电站加装静止无功补偿装置前后的负序电流分量和高次谐波抑制情况进行了分析,结果表明,采用上述补偿措施可获得良好的补偿效果。     

牵引变电所电能质量混合动态治理技术

为解决牵引变电所功率因数低,谐波含量及负序含量大的问题,结合有源和无源的优势,提出一种由多级大容量的晶闸管投切电容器和一台小容量静止无功发生器构成的低成本混合动态补偿系统:前者根据负载对无功功率进行分级补偿,后者对前者补偿差进行补偿,两者以2倍变比配置实现有源容量最小化。通过控制牵引所2个臂的无功功率以减少系统负序电流;同时根据静止无功发生器发出的无功功率,进行载波变频控制,提高对谐波的抑制效果。将该系统投入运行,对比分析投入前后电能质量参数,验证了所提方法的可行性和有效性。     

大功率混合型电气化铁路功率补偿装置

针对高速电气化铁路牵引供电系统面临的负序、谐波等电能质量问题,提出一种新型混合电能质量补偿系统。该系统主要由铁路功率调节器(RPC)、晶闸管控制电抗器和三次滤波器组成。为了达到负序与谐波综合治理的目的,首先采用无源装置分别给两个供电臂补偿固定容量的容性与感性电流来改变两供电臂电流相位差,然后RPC根据补偿情况来转移相应量的有功、补偿余额的无功并补偿指定量的谐波,这样大大减小了有源部分的容量,节省了成本,提高了系统的可靠性。考虑到电流内环指令信号的交流特性,故采用了一种模糊递推PI控制方法并能够很好地消除稳态误差,并提高系统的动态性能。根据补偿要求设计了补偿装置参数,最后仿真与实验结果验证了本文研究内容的正确性。     

基于10 kV高压自取能光电触发TSC装置的延时触发角谐波分析

高压晶闸管投切电容器(TSC)无功补偿装置作为传统高压无功补偿装置在高压领域应用较为广泛,但因其晶闸管全导通时阀组端电压为0,无法从阻尼回路中取能用于晶闸管触发,故自取能光电触发电路一直是研究攻克的难点。为解决这一难题,自主研制了一套基于自取能光电触发10 kV高压TSC装置,通过延迟一定的触发角度实现晶闸管触发电路的自取能。但TSC与TCR不同,当存在延迟角时必然会因du_c/dt的影响引起冲击电流,造成触发脉冲的紊乱。因此,为了抑制冲击电流,在实际使用中必须配置电抗器。通过理论和仿真分析了TSC触发脉冲延迟角及电抗器与谐波含量的关系。     

牵引变电所无功谐波综合补偿方案研究

针对牵引供电系统的特点,提出了一种利用混合补偿器进行牵引变电所无功和谐波综合补偿的新方案.混合补偿器由有源滤波器、无源滤波器及一种新型的可调无功补偿装置构成,其特点是有固定的滤波通道且初期投资较少.分析了该可调无功补偿装置的工作原理,讨论了谐波及无功电流检测方法与混合补偿器的控制策略.以某实际的牵引变电所为对象,利用MATLAB提供的Simulink仿真平台建立了仿真模型,仿真结果表明所提出的综合补偿方案有良好的无功、谐波补偿效果.     

新型高速铁路电能质量补偿系统及参数设计

针对高速电气化铁路牵引供电系统由于不平衡负荷和整流引起的电网较大负序和谐波电流的电能质量问题,提出一种基于铁路功率调节器（railway static power conditioner,RPC）的新型电能质量补偿系统,详细介绍和分析了该新型补偿装置的拓扑结构和负序补偿原理,并对该新型结构的主电路参数设计方法进行讨论。...     

静止无功发生器在牵引供电系统中的分析

针对电气化铁路中存在的无功、谐波和负序等严重影响电能质量的问题,研究静止无功发生器(SVG)在牵引供电系统中的综合补偿作用.分析了SVG装置对牵引负荷的综合补偿原理,并提出了三相系统补偿电流的检测方法和综合补偿的控制算法,再结合我国路某一铁路牵引变电所的运行数据进行仿真分析,结果表明:SVG具有控制灵活、调节速度快、调节范围广、连接电抗小、谐波量小等优点,能够有效治理电铁中存在的电能质量问题.     

电气化铁路负序无功综合补偿装置的特性研究

鉴于现有的无功谐波补偿装置的不足,提出一种新的负序无功补偿方法。它利用序导纳矩阵来计算补偿导纳,用晶闸管控制电抗器（TCR）与电容器并联来实现此补偿导纳,从而构成负序无功补偿装置。实例分析表明,该补偿装置所需设备容量不大,补偿效果好。     

APF与TSC并联装置在电解铝行业中的应用

为解决铝厂的谐波和无功等电能质量问题,本文提出一种大容量有源滤波和无功补偿装置,通过APF与TSC的并联,达到抑制谐波分量和在大容量负载下动态连续补偿无功分量的目的。本文分析了该装置的结构和工作原理,具体阐述了并联型有源电力滤波器的工作原理和TSC无功补偿原理,提出了由电压外环、电流内环控制的双闭环策略,保证系统有源滤波器的直流侧电压稳定,实现谐波抑制,达到连续无功补偿的目标,最终结果符合要求。