低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償控制器控制策略研究

　1 無功補(bǔ)償裝置簡介

　　1.1 同步調(diào)相機(jī)

　　同步調(diào)相機(jī)作為早期的無功補(bǔ)償技術(shù)，其結(jié)構(gòu)與同步電動(dòng)機(jī)基本相同，其運(yùn)行維護(hù)比較復(fù)雜，技術(shù)上已經(jīng)顯得落后。所以，同步調(diào)相機(jī)目前雖仍有使用，但已不再發(fā)展。

　　1.2 固定補(bǔ)償電容器

　　在供電電網(wǎng)系統(tǒng)中，固定補(bǔ)償電容器需要的無功功率，與電機(jī)等感性負(fù)載需要的無功功率，在時(shí)間上正好相反。但當(dāng)電容器補(bǔ)償系統(tǒng)無功時(shí)，其供給的無功功率對(duì)電壓的變化非常敏感，其無功功率調(diào)節(jié)能力比較差?？梢?yàn)槠溲a(bǔ)償容量裝設(shè)比較靈活，維修保養(yǎng)上也比較方便，分散集中裝設(shè)均可，在我國電網(wǎng)系統(tǒng)中，固定補(bǔ)償電容器仍然在大量使用。

　　1.3 動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置

　　隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。目前，基于FACTS技術(shù)且應(yīng)用于無功補(bǔ)償最為廣泛的是動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置（SVC）。與同步調(diào)相機(jī)相比，SVC是完全靜止的設(shè)備，但它的補(bǔ)償過程卻是動(dòng)態(tài)的，即可根據(jù)系統(tǒng)無功功率的需求或電壓的變化自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償。

　　1.4 其它無功功率補(bǔ)償裝置

　　由于SVC的一些缺陷，隨后，人們又研發(fā)出了靜止無功發(fā)生器（SVG），SVG采用新型電力電子器件和檢測技術(shù)，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(guī)模應(yīng)用還有很長的路要走。隨著電力電子逆變技術(shù)的迅速發(fā)展，電力無源濾波器、電力有源濾波器和單位功率因數(shù)變流器等新型補(bǔ)償形式的研究應(yīng)用已成為無功補(bǔ)償控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

　　綜上所述，在現(xiàn)實(shí)供電電網(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的還是動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置（SVC）。SVC雖然有其自身控制上的一些缺陷，但因其性價(jià)比適中且技術(shù)上還有很大的改進(jìn)空間，因此其發(fā)展?jié)摿σ彩遣蝗菪∫暋?dòng)態(tài)無功補(bǔ)償控制器是SVC的核心組成部分。本文主要研究低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償控制器的控制策略問題。

　　2 低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償控制器的控制策略

　　目前國內(nèi)生產(chǎn)的低壓無功補(bǔ)償控制器一般采用8位、16位單片機(jī)或DSP為核心進(jìn)行無功補(bǔ)償控制?？刂破骺梢杂脩粼O(shè)定的功率因數(shù)為投切參考限量，計(jì)算出所需供給的無功功率，之后智能選擇合適的電容組進(jìn)行投切。對(duì)于控制方式，一般來說，根據(jù)實(shí)際情況的不同，控制策略也要有所調(diào)整。

　　2.1 單變量控制

　　2.1.1 按電壓變量控制

　　在電網(wǎng)系統(tǒng)中，無功功率一旦有大的波動(dòng)，就會(huì)嚴(yán)重降低電網(wǎng)電壓的質(zhì)量。按電壓變量控制的控制器優(yōu)點(diǎn)是：控制實(shí)現(xiàn)方式比較簡單，造價(jià)比較低，且便于維護(hù)管理。但是當(dāng)電網(wǎng)系統(tǒng)電壓出現(xiàn)較快波動(dòng)時(shí)，容易出現(xiàn)投切振蕩現(xiàn)象，因此補(bǔ)償效果并不理想。

　　2.1.2 按功率因數(shù)變量控制

　　采用此種控制方式，需要提前設(shè)置一個(gè)合理的功率因數(shù)變量控制區(qū)間。其優(yōu)點(diǎn)是：無功控制靈敏度較高，但是當(dāng)系統(tǒng)的負(fù)載較小且功率因數(shù)較低時(shí)電容器組可能頻繁投切，就容易產(chǎn)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(wǎng)系統(tǒng)無功功率作為被控制的變量，使其作為電容組投切的判據(jù)。采用此種控制方式，需要不斷的監(jiān)測電網(wǎng)系統(tǒng)中的無功功率，并且與所設(shè)置電容器組的補(bǔ)償值進(jìn)行比較，此種控制方式的優(yōu)點(diǎn)是：其可以實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償電容器組無功補(bǔ)償投切一次到位，基本上可以避免投切振蕩?？墒牵究刂品绞皆陔娋W(wǎng)系統(tǒng)負(fù)載不足時(shí)比較容易造成補(bǔ)償裝置的投切振蕩問題。