0　前言

　　隨著現(xiàn)代電力電子技術的發(fā)展，產生了一些靜止形態(tài)的動態(tài)無功補償裝置。電力電子裝置不僅可以發(fā)送而且還可以吸收無功功率，其本身也成為產生無功的功率源。在許多情況下，動態(tài)補償有功功率或在補償無功的同時也補償部分有功功率，對改善電能質量會有更好的效果。隨著電網(wǎng)中精密電能用戶的增多，要求電網(wǎng)必須提供與用戶所要求的質量指標相適應的電能。近年來，為了進一步提高配電電能質量指標，出現(xiàn)了多種動態(tài)的改善電能指標的電力電子設備。這些提高電能質量和供電可靠性的技術稱為契約電力(custom power)。補償技術發(fā)展的初期，人們已經注意到補償無功功率和補償系統(tǒng)參數(shù)存在某些相同的效果，有時甚至會產生更適合用戶的效果，因此，補償參數(shù)技術在電網(wǎng)中有著重要的應用領域。最常用的是串聯(lián)電容輸電補償，他對減少電壓變動，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性起到重要的作用。
　　本文對電力系統(tǒng)中為提高電能質量所使用的各種補償技術及動態(tài)補償方式作了概括性的介紹，重點敘述了補償技術的發(fā)展及其技術前景，討論了正在開展的新的補償技術以及補償用能源的合理使用，并表明了對當前電網(wǎng)中應用各種補償方式的看法和評價。電力電子技術應用于電網(wǎng)和用戶后使電網(wǎng)上產生了更多的無功和諧波，而用于濾波的技術實際上與補償技術是相互聯(lián)系也是相互影響的，因此，對濾波技術的進展也作了介紹。

1　并聯(lián)無功補償

1.1　同步調相機
　　同步調相機是最早用于電網(wǎng)的無功補償設備，適合于電網(wǎng)電壓調節(jié)。但調相機的反應速度較慢，因此對瞬時電壓波動效果較差。他以勵磁電流調節(jié)來改變發(fā)出電壓，從電壓的幅值大小決定無功功率的輸出，同步電機的啟動和運行需要很大的維護工作量，這是他的弱點。同步調相機運行中轉子有慣性，在故障瞬間調相機向系統(tǒng)輸出短路電流，增大系統(tǒng)的短路容量。對系統(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），同步調相機還是有顯著作用的。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，不適合采用同步調相機。目前，除了需要加大短路容量外，作為無功和電壓補償?shù)耐�步調相機已經被完全淘汰。
1.2　靜止無功補償器(static var compansator，SVC)
　　平滑動態(tài)補償是指所補充進電網(wǎng)的無功電流， 他是按照電網(wǎng)無功需求的變化而變化的。由于無功是與電壓直接聯(lián)系的，所以調節(jié)無功在很大程度上是為了系統(tǒng)電壓的質量和電壓支撐。
　　靜止無功補償器目前主要有以下2種類型，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)調節(jié)電抗器電流大小，使無功按要求變化，下面分別說明其特點。
1.2.1　晶閘管投切電容器(TSC)
　　電容器組的投切開關處用晶閘管開關取代了機械式的開關，例如油斷路器或真空斷路器。晶閘管開關由反并聯(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個狀態(tài)，導通和斷開。晶閘管由一個控制器控制。
　　用晶閘管開關取代普通有接點開關的優(yōu)點是，在投切過程中沒有沖擊電流和過電壓，這是由于電容器的接入是在晶閘管兩端電壓過零瞬間完成，而電容器的切斷是由晶閘管在電流過零時完成。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連出的系統(tǒng)中。目前，Y₀接線只用在低壓系統(tǒng)。圖2是國產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及以下電壓等級系統(tǒng)中用一臺或多臺TSC控制無功和電壓是既經濟又可靠的選擇。
1.2.2　晶閘管控制電抗器(TCR)
　　TCR是靜止補償器中的重要組成員，他調節(jié)晶閘管的導通角度以改變電抗器電流。TCR總與電容器并聯(lián)使用，當系統(tǒng)需要較多電容時，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，這相當于使接入系統(tǒng)的電容電流減小。TCR本身會產生諧波，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可以接受感性無功，這樣，在電網(wǎng)夜間電壓過高時，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產生的諧波外，也要濾掉負荷所產生的部分諧波，要根據(jù)負荷性質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都可以分相調節(jié)，也就是可以按每相電壓或無功的要求確定。瞬時補償無功量。他們都有減小不對稱電流和電壓的效果，并且具有在不對稱故障時支撐電網(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構上與晶閘管投切電容器TSC相同，但其參數(shù)不同，且有獨特的運行狀態(tài)。TSC和TSF都有補償系統(tǒng)無功的能力。TSC的電抗器是為了避免電容涌流和躲過諧振頻率而設置的。TSF的電抗器是為了使某一次諧波取得低阻抗通道設計的。運行中TSF可能有大量的諧波流過，高次諧波電流流過濾波器時每基波(50 Hz)電流相加使總電流可能產生多次過零的現(xiàn)象，這時，要求控制器有按反向電流流過而給晶閘管觸發(fā)信號的能力，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，但已經顯示出他的重要作用，到目前其的運行效果是令人滿意的。 http://www.whtlhgdq.com/product/