0　前言

　　隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了一些靜止形態(tài)的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置。電力電子裝置不僅可以發(fā)送而且還可以吸收無(wú)功功率，其本身也成為產(chǎn)生無(wú)功的功率源。在許多情況下，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償有功功率或在補(bǔ)償無(wú)功的同時(shí)也補(bǔ)償部分有功功率，對(duì)改善電能質(zhì)量會(huì)有更好的效果。隨著電網(wǎng)中精密電能用戶(hù)的增多，要求電網(wǎng)必須提供與用戶(hù)所要求的質(zhì)量指標(biāo)相適應(yīng)的電能。近年來(lái)，為了進(jìn)一步提高配電電能質(zhì)量指標(biāo)，出現(xiàn)了多種動(dòng)態(tài)的改善電能指標(biāo)的電力電子設(shè)備。這些提高電能質(zhì)量和供電可靠性的技術(shù)稱(chēng)為契約電力(custom power)。補(bǔ)償技術(shù)發(fā)展的初期，人們已經(jīng)注意到補(bǔ)償無(wú)功功率和補(bǔ)償系統(tǒng)參數(shù)存在某些相同的效果，有時(shí)甚至?xí)�產(chǎn)生更適合用戶(hù)的效果，因此，補(bǔ)償參數(shù)技術(shù)在電網(wǎng)中有著重要的應(yīng)用領(lǐng)域。最常用的是串聯(lián)電容輸電補(bǔ)償，他對(duì)減少電壓變動(dòng)，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性起到重要的作用。
　　本文對(duì)電力系統(tǒng)中為提高電能質(zhì)量所使用的各種補(bǔ)償技術(shù)及動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方式作了概括性的介紹，重點(diǎn)敘述了補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展及其技術(shù)前景，討論了正在開(kāi)展的新的補(bǔ)償技術(shù)以及補(bǔ)償用能源的合理使用，并表明了對(duì)當(dāng)前電網(wǎng)中應(yīng)用各種補(bǔ)償方式的看法和評(píng)價(jià)。電力電子技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)和用戶(hù)后使電網(wǎng)上產(chǎn)生了更多的無(wú)功和諧波，而用于濾波的技術(shù)實(shí)際上與補(bǔ)償技術(shù)是相互聯(lián)系也是相互影響的，因此，對(duì)濾波技術(shù)的進(jìn)展也作了介紹。

1　并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償

1.1　同步調(diào)相機(jī)
　　同步調(diào)相機(jī)是最早用于電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，適合于電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)。但調(diào)相機(jī)的反應(yīng)速度較慢，因此對(duì)瞬時(shí)電壓波動(dòng)效果較差。他以勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)來(lái)改變發(fā)出電壓，從電壓的幅值大小決定無(wú)功功率的輸出，同步電機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)行需要很大的維護(hù)工作量，這是他的弱點(diǎn)。同步調(diào)相機(jī)運(yùn)行中轉(zhuǎn)子有慣性，在故障瞬間調(diào)相機(jī)向系統(tǒng)輸出短路電流，增大系統(tǒng)的短路容量。對(duì)系統(tǒng)容量偏小而且電網(wǎng)短路電流不夠大的電網(wǎng)（如直流輸電的受端），同步調(diào)相機(jī)還是有顯著作用的。但是，在一般電網(wǎng)中，由于短路容量往往偏大，甚至于需要采取限流措施，不適合采用同步調(diào)相機(jī)。目前，除了需要加大短路容量外，作為無(wú)功和電壓補(bǔ)償?shù)耐�步調(diào)相機(jī)已經(jīng)被完全淘汰。
1.2　靜止無(wú)功補(bǔ)償器(static var compansator，SVC)
　　平滑動(dòng)態(tài)補(bǔ)償是指所補(bǔ)充進(jìn)電網(wǎng)的無(wú)功電流， 他是按照電網(wǎng)無(wú)功需求的變化而變化的。由于無(wú)功是與電壓直接聯(lián)系的，所以調(diào)節(jié)無(wú)功在很大程度上是為了系統(tǒng)電壓的質(zhì)量和電壓支撐。
　　靜止無(wú)功補(bǔ)償器目前主要有以下2種類(lèi)型，一種是晶閘管投切電容器(TSC)， 另一種是晶閘管控制電抗器(TCR)。TSC與普通電容器不同之處，在于用晶閘管代替了斷路器作電容器組的投切。TCR則連續(xù)調(diào)節(jié)電抗器電流大小，使無(wú)功按要求變化，下面分別說(shuō)明其特點(diǎn)。
1.2.1　晶閘管投切電容器(TSC)
　　電容器組的投切開(kāi)關(guān)處用晶閘管開(kāi)關(guān)取代了機(jī)械式的開(kāi)關(guān)，例如油斷路器或真空斷路器。晶閘管開(kāi)關(guān)由反并聯(lián)的晶閘管組成，也可以用一只晶閘管與一只二極管反并聯(lián)。TSC用的晶閘管只有2個(gè)狀態(tài)，導(dǎo)通和斷開(kāi)。晶閘管由一個(gè)控制器控制。
　　用晶閘管開(kāi)關(guān)取代普通有接點(diǎn)開(kāi)關(guān)的優(yōu)點(diǎn)是，在投切過(guò)程中沒(méi)有沖擊電流和過(guò)電壓，這是由于電容器的接入是在晶閘管兩端電壓過(guò)零瞬間完成，而電容器的切斷是由晶閘管在電流過(guò)零時(shí)完成。這樣電容器可以任意頻繁的投切。由于與TSC相連的由一般斷路器投切的電容器或電纜線路會(huì)向TSC放電，因此，在TSC的電容器電路上串聯(lián)有電抗器，他既可限制放電電流也能防止電容器組產(chǎn)生某些次諧波的諧振。
　　圖1是2種主要的TSC電路。△形接線電路的TSC可以在任何電網(wǎng)使用。Y₀形接線電路的TSC則只能用在電源變壓器有中心點(diǎn)連出的系統(tǒng)中。目前，Y₀接線只用在低壓系統(tǒng)。圖2是國(guó)產(chǎn)10 kV，1 000 kvar的TSC裝置，他采用電磁觸發(fā)和自然用冷卻，這種選擇對(duì)較小的容量較為適宜。

圖1　二種主要的TSC電路��(a)Y0形接線電路；(b)△形接線電路
圖2　10 kV空冷TSC

　　對(duì)于TSC的使用范圍，最近比較通行的看法是用在低壓系統(tǒng)，即在600 V及以下電壓等級(jí)系統(tǒng)中用一臺(tái)或多臺(tái)TSC控制無(wú)功和電壓是既經(jīng)濟(jì)又可靠的選擇。
1.2.2　晶閘管控制電抗器(TCR)
　　TCR是靜止補(bǔ)償器中的重要組成員，他調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通角度以改變電抗器電流。TCR總與電容器并聯(lián)使用，當(dāng)系統(tǒng)需要較多電容時(shí)，TCR使電抗電流減小，若系統(tǒng)需求電容電流下降，TCR則使電抗電流加大，用電抗電流多抵消電容電流，這相當(dāng)于使接入系統(tǒng)的電容電流減小。TCR本身會(huì)產(chǎn)生諧波，所以，往往用濾波器代替部分并聯(lián)的電容器組，也可用TSC。
　　在電容器組切除后，TCR可以接受感性無(wú)功，這樣，在電網(wǎng)夜間電壓過(guò)高時(shí)，TCR可以起到降低受端電壓的作用。圖3是TCR及其系統(tǒng)接線。其中，變壓器可以是任何一種接線。濾波器除濾掉TCR產(chǎn)生的諧波外，也要濾掉負(fù)荷所產(chǎn)生的部分諧波，要根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)考慮濾除諧波的次數(shù)。

圖3　TCR和濾波器組的一種方式

　　TCR和TSC都可以分相調(diào)節(jié)，也就是可以按每相電壓或無(wú)功的要求確定。瞬時(shí)補(bǔ)償無(wú)功量。他們都有減小不對(duì)稱(chēng)電流和電壓的效果，并且具有在不對(duì)稱(chēng)故障時(shí)支撐電網(wǎng)電壓的作用，使電網(wǎng)不因電壓崩潰而失步。
1.2.3　晶閘管投切濾波器(TSF)
　　晶閘管投切濾波器在結(jié)構(gòu)上與晶閘管投切電容器TSC相同，但其參數(shù)不同，且有獨(dú)特的運(yùn)行狀態(tài)。TSC和TSF都有補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)功的能力。TSC的電抗器是為了避免電容涌流和躲過(guò)諧振頻率而設(shè)置的。TSF的電抗器是為了使某一次諧波取得低阻抗通道設(shè)計(jì)的。運(yùn)行中TSF可能有大量的諧波流過(guò)，高次諧波電流流過(guò)濾波器時(shí)每基波(50 Hz)電流相加使總電流可能產(chǎn)生多次過(guò)零的現(xiàn)象，這時(shí)，要求控制器有按反向電流流過(guò)而給晶閘管觸發(fā)信號(hào)的能力，這要求控制器能在同步之外符合電流方向給以觸發(fā)。雖然，晶閘管投切濾波器是新的技術(shù)，但已經(jīng)顯示出他的重要作用，到目前其的運(yùn)行效果是令人滿意的。 http://www.whtlhgdq.com/product/