电力系统无功补偿仿真分析

论文总字数：14679字

摘 要

随着电力电子技术的不断发展，人们对于电器设备的需求也逐渐多样化。各种非线性元件的使用激增，因此会引起配电网无功功率需求量增加。目前，我们国家电网中的无功功率的补偿容量达不到标准，使得电能利用效率不高，谐波污染日益严重导致电能质量低。因此我们迫切的需要对于无功功率进行补偿。

TSC在当前的社会上是一种比较先进的无功功率补偿装置。由于TSC的结构非常简单，所以它的价格非常便宜，而STATCOM又具有反应迅速，控制精确等良好的动态控制特性。本文不仅详细介绍了TSC和STATCOM的基本原理和工作特性，还对它们的基本结构和电路特性图进行了分析与仿真并且提出了将TSC与STATCOM相结合的方式进行无功功率补偿的方法。然后在TSC与STATCOM相结合的条件下在matlab的环境下建立了TSC和STATCOM并联的无功补偿仿真模型。并且在随后对此模型进行了仿真，在仿真中TSC STATCOM模型表现出了良好的性能与较好的实用价值

关键词：无功补偿；晶闸管投切电容器；静止同步补偿器；混合补偿

Simulation Analysis of Reactive Power Compensation in Power System

Abstract

With the continuous development of power electronic technology, people's demands for electrical equipment are gradually diversified. The use of various nonlinear components is increasing rapidly, which will lead to the increase of reactive power demand in distribution network. At present, the compensation capacity of reactive power in our national power grid is not up to standard, which makes the power utilization efficiency low, and the harmonic pollution is becoming increasingly serious, resulting in low power quality. Therefore, we urgently need to compensate reactive power.

TSC is an advanced reactive power compensation device in the current society. TSC is very cheap because of its simple structure, and STATCOM has good dynamic control characteristics such as quick response and accurate control. In this paper, not only the basic principles and working characteristics of TSC and STATCOM are introduced in detail, but also their basic structures and circuit characteristic diagrams are analyzed and simulated, and a method of reactive power compensation by combining TSC with STATCOM is proposed. Then, under the condition of combining TSC and STATCOM, the reactive power compensation simulation model of TSC and STATCOM in parallel is established in matlab environment. And then the model is simulated, and the TSC STATCOM model shows good performance and good practical value in the simulation.

Keywords:Reactive Power Compensation,TSC,STATCOM,Hybrid Compensation

目录

摘要

Abstract

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第一章 绪论 2

1.1选题背景及意义 2

1.2 国内外无功补偿发展及发展趋势 3

1.3本文研究的主要内容及其贡献 4

第二章 无功补偿常用装置的介绍 4

2.1 电力系统无功补偿的介绍 4

2.1.1 无功功率的介绍 4

2.1.2 电力系统中无功功率的产生 4

2.1.3过补偿和欠补偿在电力系统中的危害 4

2.2 常用无功补偿装置

2.2.1同步调相器 4

2.2.2并联电容器 5

2.2.3 静止无功补偿器 5

2.2.4 静止同步无功补偿器 5

第三章 几种典型无功补偿形式的运行原理 6

3.1 TSC的介绍 6

3.1.1 TSC的基本原理 6

3.1.2 TSC的电路拓扑 6

3.1.3 TSC的投切时刻分析 9

3.2 STATCOM的介绍 9

3.2.1 STATCOM的基本结构 9

3.2.2 STATCOM的工作原理

3.3 TSC STATCOM混合系统的介绍 10

3.3.1 TSC STATCOM混合系统的电路拓扑 11

3.3.2 TSC STATCOM混合系统的控制策略 11

第四章 几种补偿方式的无功补偿仿真分析 13

4.1 TSC的仿真分析

4.2 STATCOM的仿真分析 15

4.3 TSC STATCOM混合系统的仿真分析 16

第五章 展望与总结 18

致谢 19

参考文献 20

第一章绪论

1.1选题背景及意义

并联无功补偿技术自电力系统诞生之始便开始应用。并且随着我们国家电力系统和电网的发展，无功功率的需求也越来越大。但是在我们国家电网系统的运行当中发现了很多难以解决的问题。其中无功功率补偿的容量不充足和电网配备的不合理性最为严峻。因为我们国家大部分的家用用电器是感性负载，所以电网负荷中感性负载的占比非常之大。因此我们国家对于无功功率的需求也特别大。如果无功功率不足，会导致谐波污染和电网损耗（根据有关调查，我们国家电力系统的输电线路中每年由无功功率引起的线路损耗大约占比百分之十五），而电网损耗又会导致电压不稳定，电压不稳定又辐射电压的合格率，从而影响到用户的用电设备，造成用户用电设备的损耗^[1-4]。综上所述，我们国家迫切的需要进行无功功率补偿。

1.2 国内外无功补偿的发展及发展趋势

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