内容发布更新时间 : 2024/12/29 16:47:32星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

武汉理工大学《能力拓展训练》课程设计说明书

摘要

电力系统的各节点无功功率平衡决定了该节点的电压水平，由于当今电力系统的用户中存在着大量无功功率频繁变化的设备；如轧钢机、电弧炉、电气化铁道等。同时用户中又有大量的对系统电压稳定性有较高要求的精密设备：如计算机，医用设备等。因此迫切需要对系统的无功功率进行补偿。

在电力系统中，对无功功率的控制，可以提高功率因数，稳定电网电压，改善供电质量。电力系统中的无功补偿装置从最早的电容器开始发展到今天，历经了电容器、同步调相机、静止无功补偿装置和SVG等几个不同的阶段。本文讨论的静止无功补偿装置(SVC)属于晶闸管投切型并联补偿设备，它是在机械投切式并联电容和电感基础上，采用大容量晶闸管代替断路器等触点式开关而发展起来的。

MATLAB软件中的Simulink给用户提供了用方框图进行建模的模型接口，与传统的仿真软件相比，具有更直观、方便和灵活的优点。Simulink中的电力系统模块库包含了各种交/直流电源、大量电气元器件和电工测量仪表以及分析工具等。利用这些模块可以模拟电力系统运行和故障的各种状态，并进行仿真和分析。

关键词：静止无功补偿；MATLAB仿真；Simulink；

1

武汉理工大学《能力拓展训练》课程设计说明书

目录

摘要................................................................................................................................ 1 静止无功补偿系统的建模与仿真................................................................................ 3

1. 无功补偿技术的分析...................................................................................... 3

1.1静止无功补偿的概念.............................................................................. 3 1.2无功补偿技术的发展历程...................................................................... 3 1.3无功补偿的意义和作用.......................................................................... 4 1.4无功补偿的原则及方式.......................................................................... 5 1.5配电网无功补偿存在的问题.................................................................. 6 2. 静止无功功率补偿器...................................................................................... 6

2.1 SVC的类型及工作原理 ......................................................................... 6 2.2 晶闸管控制电抗器的基本原理............................................................. 7 2.3 晶闸管控制电抗器和电容器的配合使用........................................... 10 3 基于晶闸管的静止无功补偿装置仿真.......................................................... 11

3.1 SVC仿真模块的建立 ........................................................................... 11 3.2 SVC仿真结果与分析 ........................................................................... 12 4 结论.................................................................................................................. 13 参考文献：.................................................................................................................. 14

2

武汉理工大学《能力拓展训练》课程设计说明书

静止无功补偿系统的建模与仿真

1.无功补偿技术的分析

1.1静止无功补偿的概念

所谓静止无功补偿是指用不同的静止开关投切电容器或电抗器，使其具有吸收和发出无功电流的能力，用于提高电力系统的功率因数，稳定系统电压，抑制系统振荡等功能。目前这种静止开关主要分为两种，即断路器和电力电子开关。由于用断路器作为接触器，其开关速度较慢，约为10～30s，不可能快速跟踪负载无功功率的变化，而且投切电容器时常会引起较为严重的冲击涌流和操作过电压，这样不但易造成接触点烧焊，而且使补偿电容器内部击穿，所受的应力大，维修量大。

随着电力电子技术的发展及其在电力系统中的应用，交流无触点开关SCR、GTR、GTO等的出现，将其作为投切开关，速度可以提高500倍（约为10μs），对任何系统参数，无功补偿都可以在一个周波内完成，而且可以进行单相调节。现今所指的静止无功补偿装置一般专指使用晶闸管的无功补偿设备，主要有以下三大类型，一类是具有饱和电抗器的静止无功补偿装置；第二类是晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电容器，这两种装置统称为SVC；第三类是采用自换相变流技术的静止无功补偿装置——高级静止无功发生器（ASVG）。

1.2无功补偿技术的发展历程

无功功率补偿装置先后经历了早期调相机，到目前广泛采用的并联电容器、并联电抗器、各种类型的SVC，以及新出现的新型静止无功发生器(STATCOM)。

1、同步调相机

调相机是电网中最早使用的无功补偿装置。调相机的基本原理与同步发电机没有区别，它不发有功功率只输出无功电流，因此不需要原动机拖动，没有启动电机的调相机也没有轴伸，实质就是相当于一台在电网中空转的同步发电机。

2、并联电容器补偿

3