低壓動態無功補償控制器控制策略研究

　1 無功補償裝置簡介

　　1.1 同步調相機

　　同步調相機作為早期的無功補償技術，其結構與同步電動機基本相同，其運行維護比較復雜，技術上已經顯得落后。所以，同步調相機目前雖仍有使用，但已不再發展。

　　1.2 固定補償電容器

　　在供電電網系統中，固定補償電容器需要的無功功率，與電機等感性負載需要的無功功率，在時間上正好相反。但當電容器補償系統無功時，其供給的無功功率對電壓的變化非常敏感，其無功功率調節能力比較差。可因為其補償容量裝設比較靈活，維修保養上也比較方便，分散集中裝設均可，在我國電網系統中，固定補償電容器仍然在大量使用。

　　1.3 動態無功功率補償裝置

　　隨著電力電子技術的發展，柔性交流輸電系統（FACTS）在電力系統中得到了廣泛的應用。目前，基于FACTS技術且應用于無功補償最為廣泛的是動態無功功率補償裝置（SVC）。與同步調相機相比，SVC是完全靜止的設備，但它的補償過程卻是動態的，即可根據系統無功功率的需求或電壓的變化自動跟蹤補償。

　　1.4 其它無功功率補償裝置

　　由于SVC的一些缺陷，隨后，人們又研發出了靜止無功發生器（SVG），SVG采用新型電力電子器件和檢測技術，其既可以提供滯后的無功功率，又可提供超前的無功功率。不過由于投資巨大，目前SVG距離大規模應用還有很長的路要走。隨著電力電子逆變技術的迅速發展，電力無源濾波器、電力有源濾波器和單位功率因數變流器等新型補償形式的研究應用已成為無功補償控制領域的研究熱點。

　　綜上所述，在現實供電電網系統中應用最為廣泛的還是動態無功功率補償裝置（SVC）。SVC雖然有其自身控制上的一些缺陷，但因其性價比適中且技術上還有很大的改進空間，因此其發展潛力也是不容小視。動態無功補償控制器是SVC的核心組成部分。本文主要研究低壓動態無功補償控制器的控制策略問題。

　　2 低壓動態無功補償控制器的控制策略

　　目前國內生產的低壓無功補償控制器一般采用8位、16位單片機或DSP為核心進行無功補償控制?？刂破骺梢杂脩粼O定的功率因數為投切參考限量，計算出所需供給的無功功率，之后智能選擇合適的電容組進行投切。對于控制方式，一般來說，根據實際情況的不同，控制策略也要有所調整。

　　2.1 單變量控制

　　2.1.1 按電壓變量控制

　　在電網系統中，無功功率一旦有大的波動，就會嚴重降低電網電壓的質量。按電壓變量控制的控制器優點是：控制實現方式比較簡單，造價比較低，且便于維護管理。但是當電網系統電壓出現較快波動時，容易出現投切振蕩現象，因此補償效果并不理想。

　　2.1.2 按功率因數變量控制

　　采用此種控制方式，需要提前設置一個合理的功率因數變量控制區間。其優點是：無功控制靈敏度較高，但是當系統的負載較小且功率因數較低時電容器組可能頻繁投切，就容易產生投切振蕩。

　　2.1.3 按無功功率變量控制

　　按無功功率變量控制即是以電網系統無功功率作為被控制的變量，使其作為電容組投切的判據。采用此種控制方式，需要不斷的監測電網系統中的無功功率，并且與所設置電容器組的補償值進行比較，此種控制方式的優點是：其可以實現補償電容器組無功補償投切一次到位，基本上可以避免投切振蕩?？墒?，本控制方式在電網系統負載不足時比較容易造成補償裝置的投切振蕩問題。