靜止無功補償器在電力系統中的動態補償研究目錄TOC\o"1-3"\h\u26982摘要 1291741緒論 2281081.1無功功率平衡 2276581.1.1無功功率的概念與意義 2165151.1.2無功功率平衡對電力系統的影響 2102811.2無功功率補償 3179872靜止無功功率補償器 472522.1概述 4310932.1.1無功補償器發展現狀 4151722.1.2SVC的基本概念與特點 5175802.1.3SVC基本工作原理 6278162.2晶閘管控制電抗器（TCR） 7220282.2.1TCR基本工作原理 7112732.2.2TCR的控制系統 843602.3晶閘管投切電容器(TSC) 953362.3.1TSC的基本工作原理 9312142.3.2TSC的投切時刻的選取 1077502.4TSC與TCR的配合使用 1117643基于MATLAB的靜止無功補償器SVC的仿真 1368623.1MATLAB及Simulink介紹 13188653.1.1MATLB介紹 13167193.1.2Simulink的簡介 13166593.2SVC仿真模型的構建 15295983.3.1TCR與TSC的參數設置 16218653.3.2SVC參考電壓與擾動參數的設置 19222614SVC仿真波形分析 2025590結論 2313496參考文獻 24PAGEPAGE1摘要：由于電力系統運行網絡的迅速發展，電氣設備的類型也越來越多，因此深入研究其無功特點和負荷特點，對整個電力系統中的無功功率平衡必不可少。無功功率平衡對于保證電力系統電壓平衡有著非常關鍵的意義。進而無功補償裝置的技術研究日益更新。本文研究靜止無功補償器(SVC)動態補償的過程。，利用MATLAB軟件完成了電力系統中無功補償的模擬實驗，采用SimPower溫嘉銘，蘇曉月tems工具箱，在Simulink模塊下建立一個SVC仿真模型。模擬輸電線路，在不同的時間段設置擾動。利用波形分析方法，去檢驗SVC能做到從感性到容性不斷地對系統的無功功率進行控制調整，通過吸收與輸出的無功功率控制，完成對電力系統的無功補償，從而保證了電力系統的電壓穩定性。關鍵詞：晶閘管投切電容器（TSC）；靜止無功補償器(SVC)；晶閘管控制器電抗器（TCR）；MATLAB1緒論1.1無功功率平衡無功功率的概念與意義在電力領域中，無功功率是一種不能缺少的物理量。因為運動的磁場形成運動的電場，運動的電場也形成了運動的磁場。因為無功功率控制所產生的能量空間是由磁空間與電空間相互轉換而成的。從正弦電路出發，經過對電路分析的計算后發現:無功功率控制表示有能量轉換，從理論上講無功功率控制是不做功的，電壓幅值與無功功率息息相關。輸電導線壓力和無功功率控制之間的供需關系（李承言，吳明軒，2022）:如果發電廠的出力的無功功率限制，超過了負載所要求的無功功率限制，電壓會升高。由此可以判定如此反之電壓會降低。它是電路中的作用就是進行儲能元件與電源之間功率的交換。如果電網無功功率不平衡，會產生很嚴重的后果。比如:電力系統電壓會有很大波動，嚴重時候供電裝置會受損，甚至系統電壓也會發生崩潰。總而言之，合理分配和利用無功功率在整個電力系統中都是非常關鍵的，提高電壓質量，保護電氣設備等。所以，分析無功功率有很大的意義（王立恒，劉思齊，2023）。現在目前研究無功功率的問題有:系統高次諧波的干擾;勵磁繞組自勵磁現象;電弧重燃問題;線路無功功率分布調控問題（張嘉誠，陳啟超，2021）;系統靜態穩定性分析。從這些征兆可以預見到無功功率的研究對環境的幫助就是節約資源。解決好無功功功率，400MW左右輸變電設備可以減少，提高輸電線路的經濟性REF_Ref21199\r\h[1]。1.1.2無功功率平衡對電力系統的影響按照法拉第電磁感應定律，當電場和磁性中間有電能的交流，則系統中無功功率就創造了電流這個渠道，當輸電線路上的設備中有電磁，按照電磁感應定律形成了感應電動勢，不消耗有功，維持系統電壓平衡。如電力系統首端與末端之間的電壓降落（趙天宇，黃子淳，2021）: （1-1）根據方程式(1-1)可以得出，當輸電線R與X距離一定時，系統所發出的有功能量一定時，電壓損耗與無功功率之間是否充足，可以看出的是若電力系統輸出的無功功率過高，輸電線路電壓會升高，輸電線路一些電壓等級比較高的電氣設備可以穩定的運行。若電力系統輸出的無功功率過低，導致輸電線路電壓過低，輸電線路上的電氣設備處于低壓運行，運行狀況會不穩定，進一步局部的電力網絡電壓不穩定，進而導致整個電力系統網絡的崩潰（孫啟銘，楊一凡，2023）。電力網絡經過發電、變電、輸電、變電及配電。無功功率是衡量這四個過程穩定運行重要指標，不僅是輸電線路的電氣設備，用戶側所用的家用電器也需要足夠的無功功率，保持電壓穩定，電壓質量過關，使用戶側體驗到我國電力系統的優越性。家用電器如風機、空調、洗衣機等裝置，可以看出的是這些電氣設備都含有繞組原件，得吸收有功功率和無功功率。用來實現電磁能力的轉換（周文韜，高子凡，2024）。維持電器正常工作。證明了無功功率不是字面意思，無用之功，而是為了能量轉換提供了空間。無功功率對電力系統性能有重要的作用，但并不是那么多，需要通過正確的潮流設計，對整個動力系統進行無功調整。所以電力系統無功效率均衡尤為重要（林嘉佑，徐志豪，2020）。在后續的研究中，會對已有的研究成果進一步從不同的角度進行優化，會加強與實踐部門的合作，將研究成果應用于實際項目中，通過實踐檢驗其可行性和有效性。同時，建立反饋機制，根據實踐中的反饋信息，對研究進行動態調整和優化。此外，會開展長期跟蹤研究，評估研究成果在實踐中的長期影響和可持續性，形成“研究—實踐—反饋—優化”的良性循環，為該領域的持續發展提供有力支持。在有功功率平衡的要求下，應該保證有適當的無功電源容量，加上所有必要的后備容量:負載后備、事故后備、檢查后備和國民經濟后備。控制系統中所有裝置在確保電壓質量穩定的前提下，工作流程中各個時刻對系統各類無功供電所產生的無功功率控制總和，鑒于現有結果可推出與整個系統無功負荷區保持平衡。但若是不均勻的，如輸電線路無功功率控制超過整個系統所需要的無功功率限制時，線路成為整個系統無功負荷區。當輸電線路無功功率控較時，由于線路大多為感性負荷，當電抗的無功功率限制之后，剩下的無功功率會成為無功電源。消耗無功功率控制功能的主要裝置有變壓器，變壓器裝置在電力系統中有較大的比例（何俊馳，胡一鳴，2019）: （1-2）由式中可知，變壓器消耗的無功功率由勵磁繞組產生的漏抗壓降產生的。通過發電廠發電到用戶用電，要經過好多次變電站，為了保持用戶側用電安全穩定，就得保證系統發出的無功功率與系統負荷容量相平衡。符合整個系統無功負荷和電力系統無功損耗大的特點，如發電廠具有了相應的有功后備容量，就相當于保證了相應的無功后備容量（鄭文博，邱啟航，2021）。1.2無功功率補償在輸電線路和整個供電系統中對無功功率使用最多的裝置，稱為無功電源裝置。上述裝置大多由電磁爐、電動機等組成，需要大量的無功功率控制，但不能由于沒有大量的無功功率控制，就通過增加電氣系統的無功功率供給來加以緩解，因為這樣將造成巨大的無功功率限制的工作空間，從而擠兌電網和負載中有用電能的供給，而且這種處理方法還會產生巨大的投資耗費，本文研究背景下我們對此情況予以了考慮如果違反了最大經濟效益原則，就得對上述裝置的工作狀態及其有關特性加以研究和分析，并利用統計和數據綜合分析的結果，確定處理無功功率限制需求不足的問題（唐志遠，許子凡，2022）。從上述分析可以看出，該方案相比于其他方案具有更好的性價比，同時在創新性和前瞻性方面表現突出。該方案在研發過程中引入了多項創新技術，突破了傳統方案的局限，為相關領域的發展提供了新的思路和方法。其在技術架構、功能實現和應用模式上的創新，使其能夠更好地應對未來的技術挑戰和市場需求。此外，該方案還具有很強的前瞻性，能夠提前布局和規劃，為后續的技術升級和擴展提供支持。這種創新性和前瞻性使其在競爭激烈的市場中具有不可替代的地位，為未來的發展奠定了堅實的基礎。供電部門也可通過調研的方法，對已采集好的調查數據匯報并加以分析，便可知異步電動機在工礦企業中，所耗費的無功功率控制量超過了百分之七十；對異步電動機來說，正常工作狀況下如果不能與負載實現有效聯系其內部的無功功率占全部輸出功率的比例大約是百分之七十（余啟銘，李浩淼，2023）。在此類狀況下可以推知其發展就異步電動機而言，克服功率因數降低的方法是提高異步電動機的總容量。對變壓器而言，在正常工作情況下無功功率限制所占的比重通常為百分之十~百分之十五左右，而變壓器在滿載情況下耗費的無功功率限制則相當于在空載情況下的三倍。所以，要想實現電力系統的電壓平穩和提高供電裝置的功率因數的問題，就必須對變壓器裝置的正常工作情況加以管理，避免其長期處在閑置狀態（夏啟超，王立嘉，2024）。當輸入供電裝置的實際電流超過裝置的額定電流，則會引起供電裝置的功能因素降低。基于對當前局勢的詳盡探討及對現有資源技術的巧妙運用，上述優化設計得以實現。與常規方案相較，該方案在若干關鍵環節顯示出非凡優勢。一是通過采納更為創新的設計理念，它不僅提升了工作效率，還降低了出錯率，從而大幅提高了整體的可操作比率。從成本節約的角度出發，新方案成功縮減了執行與維護的費用，減少了資源浪費，提高了經濟效益。并且，它還加強了系統的兼容性和可擴展性，使其更能靈活適應未來的進步和多樣化的應用需求。通過試驗分析表明，在此特定狀態下很容易看出當供電系統輸出給電力裝置的實際電壓數值高于額定電壓的百分之五就會引起供電裝置消耗的無功功率增加百分之二十，產生這種現象的主要因素是電網飽和。供電設備的額定電流值較低會導致功耗因素增大，同時也會增大無功功率的損失，而供電設備的輸入電流如果不可以超過額定值將會造成電子設備遭受影響，甚至無法正常運行，這顯然不是一個好解決辦法（崔博遠，趙啟航，2020）。應合理地把供電電壓限制在法律規定的范圍內，按照這種理論架構研究會發現以避免其發生很大范圍的浮動。對于提高自然功率因數，主要是通過利用科技手段和科學的管理方式不斷地實現而產生的，不必再另行購置補償裝置。相對于別的方法來說，其最明顯的優勢就是成本非常低[2]。。2靜止無功功率補償器2.1概述2.1.1無功補償器發展現狀無功功率補償設備發展先后經過了四個時代:最早期的同步發電機子類的同步調相機，后來廣泛應用的串聯電容補償器和串聯電抗器補償器，以及現在可以通過晶閘管投切的靜態無功補償器SVC，最近創新的新型靜態無功補償發生器STATCOMREF_Ref22107\r\h[4]。同步調相機:是一個電機，為空載工作的同步發電機。利用已有成果可以推導出以下一般是在，也也是同步發電機零功率的因數特性，即其電樞電流全為勞而無功分量。根據電動勢方程（謝一帆，孔舒婷，2019）: （2-1）實質是指過勵時電壓滯后電流90°，所以一般在過勵下進行，通過調節勵磁電流來調節無功功率。并聯電容器:通過用并聯的方式接入系統進行無功補償，其主要優點:功率小、成本低、對系統可靠性影響小，可自動投切進行無功補償。缺點是不能連續調節（曾祥瑞，馬靜嫻，2021）。并聯電抗器:用感抗補償容抗，抑止輸電線路的電壓升高，消除容升效應的影響，但避免并聯諧振現象產生，電抗容量尤為重要。進而達到系統電壓平衡。靜止無功補償器(SVC):具有調節負荷功率因數的連續性、消除高次諧波的影響。在高壓輸電線路中抑止不對稱短路等引起的動態過電壓，由此可以判定如此有利于提高暫態穩定性，抑制系統的無功功率及系統振蕩的影響（彭振宇，譚雅萱，2023）。靜止無功發生器(SVG):靜態同步補償器STATCOM，最近發現了更為完善的靜態無功補償設備[4]。圖2-1無功補償器現狀圖2.1.2SVC的基本概念與特點靜止無功功率補償器(StaticVarCompensator)相當于幾代無功補償器，有如下幾個特點:首先SVC沒有動態原件，設備從整體上看是靜止的，但也有動態的一塊，就像交流發電機的勵磁繞組有直流分量一樣，SVC的動態部分指的是補償過程是動態的，隨電力系統控制參數改變而改變，從這些征兆可以預見到如TSC投切的個數，TCR的觸發角（蔣偉強，尹慧中，2018）。SVC串聯于控制系統中，向控制系統發射無功功率控制或吸收無功功率。通過晶閘管電容器的投切功能，TCR的通過觸發角使TCR從阻態到通態，數量級是毫秒級的，可以連續地進行調節（韓志鵬，崔馨予，2020）。SVC比較前幾個無功功率補償設備來說，有如下優點:首先是通過調整晶閘管觸發角度可以連續性調整無功功率控制，可以看出的是缺陷也是有的:晶閘管散熱能力差，需要散熱裝置，因此設備占地面積大。晶閘管關斷過程會產生諧波電流，干擾了電力系統的穩定性，因此SVC裝置里加了濾波器（溫嘉銘，蘇曉月，2022）。優化設計過程中，本文特別強調了經濟合理性與方案的可復制性，相較于初步規劃，在多個維度上進行了改良與調整。成本控制方面，通過簡化非必要流程、采用更具成本效益的策略，有效降低了整體投入成本，使方案更顯經濟實惠。同時，為提升方案的可推廣性，設計時全面考慮了地域差異與環境適應性，確保其能在廣泛條件下穩定運行，便于其他單位或個人輕松借鑒與應用。其次的特點有一個電容器組，這組電容器可以根據特定參數的特性自動投切，體現SVC動態補償的特點，實現無功功率平滑調節。總的來說，其一主要的電氣原件是靜止原件;其二補償過程是動態的，根據系統參數的變化迅速準確地采取決策。所以說無功補償裝置綜合性和適應性很強，通過電力網絡中心發出的指令，做出相應的控制。無功補償裝置的技術也隨著電力網絡智能化而變化。廣泛應用在電力系統中，如輸電系統、工業網系統，很有發展潛力。具有以下的實際應用（趙宇軒，孫悅琳，2018）:減少無功功率引起的線路損耗。提高輸電網、配電網的輸送有功功率的能力。穩定和平衡電力系統電壓。抑止電力系統諧波電流的影響，提高電壓質量。提高高電壓等級設備運行穩定能力和設備壽命。最大化利用設備，提高整個系統網絡的經濟效益。降低了系統崩塌的概率，保障了電力網絡的安全。圖2-2SVC原理圖2.1.3SVC基本工作原理晶閘管的靜態無功補償設備(SVC)，由二個電氣元件組成，其一是調節電耐器(ThyristorControllerReactorTCR)，其二是晶閘管投切電容(ThyristorSwitchedCapacitor，TSC)。如圖2-2所示是最常用的SVC工作原理圖，本文研究背景下我們對此情況予以了考慮為一組晶閘管電抗器TCR，三組晶閘管電容器TSC，由于晶閘管關斷會產生諧波電流（李澤洋，吳思琪，2019）。于是加了一個過濾器，用于吸收晶閘管在則關過程中所形成的諧波信號。TSC支路由電容器和二個晶閘管組成。而TCR支路則由電抗器和二個晶閘管組成，而其中的操縱控制器也均是雙晶閘管。其中TCR通過觸發角連續線性地無功功率調節（王浩然，陳詩語，2020）REF_Ref22192\r\h[5]。2.2晶閘管控制電抗器（TCR）2.2.1TCR基本工作原理TCR也是由SVC的控制。SVC可以通過控制TCR的觸發延遲角α實現連續控制，反映出了SVC的快速補償的優勢。TCR的感應電動勢是變化運動的，高速、均勻的感性無功功率的。單相故障的TCR原理圖如圖2-4所顯示，一個電抗和二個反并聯連接的晶閘管的串聯，形成了TCR。在此特定狀態下很容易看出正是因為晶閘管是電流型驅動的電力電子器件，具有電導調制效應，載流能力強，承受高電壓能力強，很好地適應了輸電線路高電壓大電流的環境。因此可以許多個晶閘管串聯后組成一個大的晶閘管。把這些串聯的電路全部導入電網中，這些電感性負載就具有交流調壓的功能（劉俊杰，周婉清，2021）。輸電線路電抗遠大于電阻，幾乎可以當成帶純電感負載的裝置。按照這種理論架構研究會發現由圖2-3控制系統流程圖可知，利用脈沖列觸發。晶閘管的導通與觸發角息息相關。通過對晶閘管的控制角α的改變，用來調節無功功率，其控制有三個部分:其一檢測電路，檢測系統變量和補償變量;其二控制電路，處理輸入量信號;其三觸發信號，利用觸發角產生脈沖（張明遠，黃雅婷，2022）REF_Ref22274\r\h[6]。圖2-3TCR單相原理圖導通角為，則，其中是延遲觸發角，通過減小，，輸出電壓中基波分量減少，對電耐器的感抗度提高，基波無功能力也降低。令，時，電抗，導致電壓超前電流90°，晶閘管處于完全導通狀態，利用已有成果可以推導出以下那么導通角為，如果晶閘管處在完全導通狀況，那么導通角為，此時輸出電流波形呈一正弦曲線的連續性，即（陳逸飛，林靜怡，2023）

（2-2）公式（2-1）當中，為電抗器的基頻電抗（，U為電源電壓有效值REF_Ref1312\r\h[16]。因為純電感負載的功率因數角，說明為晶閘管處于基本導通狀態，當晶閘管觸發角處于不能通過改變控制角來改變。若>，由于角的增加，電感中電流也會增大，等于減少了電感的電流基波分量，很據公式若晶閘管在基本導通狀態情況下，其電感值若為，由此可以判定如此可進行由TCR所吸收的光感性無功功率的平滑調節，具體調節狀況如下：當越靠近時，電流越接近0；越接近時，接近。在此基礎上，本文參考了現有的方法體系來構思計算途徑，并進行了合理簡化，以提升其實用效能和便捷性。本文深入分析了現有方法，識別出復雜且不必要的步驟予以剔除，優化了流程架構，構建出一個更加簡潔高效的計算系統。這種簡化既減少了資源占用，又縮短了處理周期，使本方案在保持原有水平的同時，更易于推廣實施。此外，本文還引入了多項驗證流程和質量保障措施。此時，電流值由兩個電流分量組成，分別是非周期分量和周期分量，即 （2-3） （2-4） （2-5）式中，T為時間常數。若忽略電阻，T變為無窮大，得（楊子墨，徐夢瑤，2024） （2-6） （2-7）若90°<α<180°，電流iL中的基波分量為 （2-8）公式中，U、IL1分別為電壓的有效值和電流基波分量，XL為電抗器基波時的電抗值。若電抗值相當于接在線路中的原本電抗；若，成為最大電抗值，相當于開路。<<時，可以調節與TCR的等效電抗值與之間的聯系為（孫博宇，李佳慧，2018） （2-9）公式（2-8）可得：若增加，輸出電壓中的基波分量會上升，可以看出的是電抗器上的等效電感則增大，從而降低了基波無功功率。2.2.2TCR的控制系統在TCR的電流控制中，晶閘管觸發延遲角α決定了它的導通角θ這兩者之間的數值關系為。

就可寫成： （2-10）公式中可以看出TCR電路的等效電納Beq與電路中晶閘管的觸發延遲角α是非線性的關系，這種非線性關系會影響SVC控制性能的穩定性，鑒于現有結果可推出因此得創造一個非線性環節來補償TCR電路的等效電納Beq和電路中晶閘管觸發延遲角α中這種非線性關系TCR控制器的主要功能，是將利用數值運算所得出的電路實際的主要參數和控制系統中預設定的主要參考值做比較，本文研究背景下我們對此情況予以了考慮并輸出相應的晶閘管觸發延遲角隨的改變電路中電流的基波分量大小也相應改變，用以調整由TCR所吸收的無功功率控制。那么，TCR的控制系統由如下三個模塊構成（周澤楷，孫婉清，2020）:檢測模塊：對輸電線路中運行的實時參數以及控制系統控制所需的參數進行檢測。其中最重要的兩個參數：電壓值和電流值。.控制模塊：對檢測模塊輸出的數據進行分析總結，計算電力網絡中的功率因數和TCR所需提供的無功功率，晶閘管的觸發延遲角α由控制模塊所采用的閉環控制輸出。觸發模塊：對控制模塊輸出的信號和電網的同步電壓信號，晶閘管的同步觸發脈沖信號，該模塊大部分包括觸發脈沖的隔離放大電路和電網交流電壓信號的同步變換電路等（徐浩宇，張靜怡，2021）。具體使用時，控制器分成閉環控制和開環控制系統。開環控制系統原理簡單，響應較快，不過它的控制精度也比較低。在此類狀況下可以推知其發展在輸電或配電系統的無功補償當中，必須要求很高的精度，所以才會更適合利用閉環控制去控制系統。2.3晶閘管投切電容器(TSC)2.3.1TSC的基本工作原理如圖2-4所示，為晶閘管投切電容(TSC的電路接線圖。TSC的主要電器原件有;一塊電容器、二個反向并聯相連的晶閘管和一塊小電感。本文中，對原始數據的加工方法相較于以往技術更為簡便且高效。本文提出了一種更為直觀的預處理方案，該方案縮減了不必要的轉換程序，優化了數據凈化與歸一化步驟，從而大幅度加快了信息處理的速度并提升了效率。借助此方案，本文不僅能迅速整理好待分析的信息群，還降低了復雜處理流程可能引入的錯誤。同時，通過對多種來源和類型的信息進行廣泛驗證，本文進一步證明了本策略的穩健性與可靠性。而這塊小電感在有感電容器里起著伴生效應，按照這種理論架構研究會發現等于電容器支路的雜散電容或者還有一種說法就是為了的增大小電感，防止出現一種不良的狀況（黃子軒，陳夢瑤，2022）:就是當電容器開始投切時，過零投切"不達標所形成的沖擊式電流，該電流會對晶閘管和電容造成危害。如果系統電壓比較低，大部分沒有必要增加小電感[7]。圖2-4TSC電路結構圖由2-5的電路圖可知，交流電源的電壓表示為因為該電容支路電容電壓滯后電流90°，若晶閘管開關在穩定導通狀態，那么支路電流為 （2-11） （2-12）此時電容電壓和電感上電壓為（林澤洋，王雅婷，2023）; （2-13） （2-14）在電力網絡中，TSC電路中的感抗XL遠遠小于容抗XC，所以公式中k的值將遠大于“1”，容性無功功率由補償支路供給。利用已有成果可以推導出以下在停止對電容投切之后，由于晶閘管的電壓為零并隨即斷開，而TSC支路的電壓也為零，所以在系統中才會切斷TSC之路。因此TSC的投切時刻的選取十分重要（李宇軒，趙詩語，2024）REF_Ref31674\r\h[8]。2.3.2TSC的投切時刻的選取圖2-5為投切電容器的原理結構圖。由此可以判定如此主要電力原件有：三相電源、兩相并聯晶閘管、電容器組。電容器組的連接方式是△連接，減少諧波的干擾（孫澤楷，吳婉清，2018）。圖2-5投切電容器的原理圖關于晶閘管投切電容組的投切的具體流程如下:開始，當電容器組電壓起始值為零，然后當二相晶閘管.分別導通時，對電容組件進行充電。然后，從這些征兆可以預見到電容器的電壓數值將應隨著電網電壓變化而改變。當系統中產生晶閘管關閉的觸發信息之后，晶閘管輸出電流將會過零時，而此時晶閘管仍處在關斷時刻（趙博宇，李靜怡，2019）。當電容器組充滿完畢后會留下殘壓，二相晶閘管將分別斷開其存在的殘余電流。可以看出的是可以通過疊加定理得知:晶閘管的二端電壓值是相電壓和電容器殘余電壓的疊加，因此電容器殘余電壓值取值的多少也和晶閘管斷開時間有關。若在晶閘管的二端壓力過零點時候投向電容，則可使晶閘管無沖擊電流。分別通過反向接觸晶閘管與正向晶閘管的方法選取晶閘管電容器投切的時機。但其實，我們也可參照不同晶閘管的接線方法，鑒于現有結果可推出如同時接觸正反向晶閘管的方法或順序接觸正反向晶閘管之比（張子墨，陳夢瑤，2020）。其中，順序接觸正反向晶閘管時會有更小的沖擊電流，但缺點則是接線的流程會繁瑣。本文研究背景下我們對此情況予以了考慮而且由于最初始的電容器電壓值是零，電壓滯后電流90°。晶閘管在過零點時刻也會引起相應的沖擊電壓，但這個沖擊電壓一般不會大，也不會干擾電容器和晶閘管的正常工作（陳澤洋，王雅婷，2021）。而根據試驗結果的分析，在初次投切時間在300-400ms后，電流將逐漸地趨于穩定。晶閘管投切電容器投切時間選擇的要求。正因是電容性負載，所以電壓滯后于電流的90°。但實際情況總有不可避免的誤差。在此類狀況下可以推知其發展電容器組不完全是純電容負載，TSC其還有晶閘管電力電子器件，必須得有LC濾波電路，電容器組的連接方式用△連接。TSC投入到系統中，從系統中切除，為避免有電流沖擊(吳俊馳，徐睿翔，2023):為排除外界條件對方案輸出結果的干擾，本文在構思與施行過程中實施了一系列方法以確保數據的真實性和方案的可靠性。首先，本文細致剖析了可能影響方案執行效能的外部干擾因素。依據這些剖析，本文在方案設計初期引入了環境變動影響分析的技術，通過模擬各種外部環境場景來評估它們對方案成果的潛在沖擊，并據此優化方案的設計參數，以增強其靈活應變能力和穩定性，保證方案能迅速對外界變化作出反應，維持其有效性和實用性。（1）觸發方式強脈沖在正弦電源電壓的正負峰值時觸發。（2）電容器投入系統前得充電，使其電壓為倍的電網電壓。如上必得：當晶閘管兩端電壓為0時，TSC投切的最佳無時無刻，這時投切二極管，輸電線路中無電流沖擊。其次想盡一切辦法保證電阻器投切的準確具有快速，第一個問題在未投入系統前對電容器進行滿電，充電完成等到進行晶閘管的投入(朱致遠，何俊豪，2024)。2.4TSC與TCR的配合使用如果要穩定地連續調節無功功率限制，并且前提下有相應的無功功率限制的情況，則可以選擇晶閘管的交流電抗器(TCR)或者晶閘管投切電容器(TSC)的"TCR+TSC"模式。這個補償器可以粗調和細調，或者電感細調，電容器組粗調。在大部分靜止無功補償器的控制系統中，在此特定狀態下很容易看出大部分電氣元器件都是一個晶閘管控制電抗器和幾個晶閘管投切電容所構成。該補償系統的基本接線方法為(林宇澄，郭皓軒，2021):晶閘管控制電抗器與晶閘管投切電容器之間均通過△連接，減少3次諧波對電網的干擾REF_Ref23145\r\h[9]。圖2-6TSC+TCR單相電路TSC+TCR單相電路組是由n個晶閘管投切容量的并聯和晶閘管控制并聯電抗器組，其串聯連接容量組的總導納為(高梓涵，羅景云，2020): （2-14）由此可求出TCR+

TSC型的總導納： （2-15）公式（2-15）中，關于n的取值，可由靜止無功功率補償系統所需要的調節范圍，再加上與一些參數綜合設計的選擇。可以增大TCR+TSC型總導納的調節范圍，正是因為具有連續調節的性質從而使也連續可調。SVS的控制系統有兩個大的控制系統TCR控制和TSC控制。TSC控制系統:可以按照不同的物理量，在此特定狀態下很容易看出可分為無功功率控制體系、功率因子控制以及綜合參數的綜合控制系統。對于輸出功率因數控制，我們可預先設置一個整定的輸出功率因子cos，并根據系統測量的電網實際輸出功率因子(夏靖淞，韓錦程，2019)。即:最大功率因子cos、經過補償后的平均功率因數cos和最小整定輸出功率因子cos。通過這些我們可以計算實際補償的電容容量。當電容器組投入工作后，按照這種理論架構研究會發現且只有電流不達到允許值時，且cos??????????????????????????.????????3\???????????????????????>cos??????????????????????????.????????3\???????????????????????>cos??????????????????????????.????????3\?????????????????????????????????????????????????.????????3時，很據所測得的功率因數等數據，去估計如何調節無功功率，然后再估計所投入電容的總容量，為防止出現諧振現象，可以選擇一種無限接近過補償而不是過補償的電容器組合方法，這樣一來提高電容器投切的精確度。實際計算中或多或少有些誤差，其誤差會帶來一些或大或小的影響(梁家銘，蘇敬軒，2022)。如果實際值低于最小一組電容的額定容量，則稱為下限值。利用已有成果可以推導出以下不影響SVC的無功無功補償。當實際容量時，電容器組開始投切。從控制方法出發，可以選用直接功率因數的調節方法，但在輕載時很容易振動，在重軌時達不到相應的補償;但如果使用無功功率控制器，在技術上并不是一個重大問題，只是檢測困難很多(宋振宇，唐梓豪，2023)。因為控制單一的物理條件通常都不是很精確，處理方法就是通過對多個參數變量進行共同把控，以功率因數的檢測方法為基準，為了避免投切時的振蕩用其無功功率控制器，由此可以判定如此TCR控制:TCR的主要功能是在TSC分組進入或結束之后，進行一個細微的控制圖2-7TSC+TCR控制原理圖3基于MATLAB的靜止無功補償器SVC的仿真3.1MATLAB及Simulink介紹3.1.1MATLB介紹MMATLAB用途主要有計數、分析等。MATLAB不僅具備矩陣計算、繪制函數的計算功能，還可以編寫程序進行運算分析。MATLAB主要進行數字計算，可以看出的是也有不少的其他功能。比如圖像處理、數學建模等。其中的Simulink可用與一些工程制造的仿真等方面。MATLAB的指令式表示方式和現代數學中常常用到的形式很類似，，但MATLAB吸收了Mathematica等的精髓，發展成為了一種多功能且強大的語言應用軟件。MATLAB的介紹見圖3-1REF_Ref16812\r\h[10]。圖3-1MATLAB界面3.1.2Simulink的簡介MATLAB程序中Simulink內部有個非常全面的庫、能夠仿真電氣控制等復雜工程問題的軟件系統，Simulink和MATLAB相互融合，鑒于現有結果可推出既可以在Simulink基礎上將MATLAB算法融入工程模擬，還可以將模擬結果導出至MATLAB程序中作進一步解析。Simulink領域主要涉及車輛、飛機、工程自動化、大型建模技術、復雜性邏輯、物理邏輯，以及信號處理等領域(馮志恒，馬煜城，2020)。關于上述策略的調試，本文采取了理論研究與實證測試相結合的方法。理論研究環節，詳細闡述了該策略的設計理念及其預期效果，并通過構建理論模型和邏輯推理為后續實驗提供理論支撐。在實證測試階段，本文設計了多種實驗以檢驗策略的有效性和可靠性，采用嚴格的數據收集與分析流程確保結果的準確性。同時，為了評估策略在不同背景下的適用性，本文還挑選了幾類典型的應用場景，根據每種場景優化系統參數，從而驗證了該策略的正確性和可行性，并為未來的研究提供了依據。具有仿真精細、靈活的特點，正因為有這些優點，Simulink被大量作為工科的科研工具。Simulink不僅能夠能夠進行多種類型的采樣，也可以實現多速率系統，表示一個系統不同部分有不同的采樣速率。Simulink有一個顯示波形的模塊Scope，運行仿真后，可以快速準確看到結果。Simulink界面如圖3-2。Simulink的環境中也采用了MATLAB的算法模塊，不同的仿真環境，采用不同的算法，這樣更能搭建好準確的仿真(蔣宏毅，余澤楷，2018)。本文研究背景下我們對此情況予以了考慮因為某些實驗成本過大，對試驗的結果知道的不是很準確，可以將現實的數據通過算法，可以通過Simulink模塊的ConfigurationParameter設置。如圖3-3所示。圖3-2Simulink界面圖3-3ConfigurationParameter設置3.2SVC仿真模型的構建利用MATLAB的Simulink環境搭建SVC的仿真模型，該模型模擬了如圖3-4所示圖3-4基于MATLAB的SVC仿真模型整個無功補償系統主要有4個部分：進行了輸電線路搭建仿真，頻段范圍為Hz，首端為千伏的三相交流電源和耦合變壓器，耦合變壓器容量為MVA，一次側和二次側的額定電流為。系統首端部分串聯了MVA的RL電壓源，并聯MW的負荷由容量為MVar的TCR，在此類狀況下可以推知其發展和三個容量為MVar的TSC所構成補償無功模塊由檢測系統、電壓調整、電流分配單元、觸發單元等構成的SVC系統，其內部封裝圖如圖3-4最后，整個控制系統通過TSC投切發出的無功功率控制器，而TCR則通過導通和阻斷二個狀態，改變輸送的無功功率控制器，從而實現了整個勞而無功的控制系統能夠獲得在~Mvar不斷改變的感性無功功率(尹天擇，潘俊霖，2021)圖3-5SVC控制模塊內部封裝圖3.3.1TCR與TSC的參數設置SVC系統進行無功調節需要兩個核心的工具：TCR和TSC，這兩個參數計算尤為重要。TCR技術是將一個并聯電抗器和另外二個反向并聯的晶閘管相串聯(謝明達，譚宇辰，2022)，在Simulink的模型如圖3-6圖3-6TCR的仿真模型圖3-7TCR的參數設置 （3-1）由式（3-1）可知，有三個等效電感的感性無功功率疊加而成。每個等效電感為18.7mH，頻率為60Hz，按照這種理論架構研究會發現二次側額定電壓為16kv。經計算可知TCR的總容量為109MVar。TSC主要由一個電容、二個反向串聯的晶閘管和一個小電感構成，TSC有三組，通過TSC的投切對電力系統輸送無功功率。TSC仿真模型如圖3-8圖3-8TSC仿真模型圖3-9TSC參數設置 （3-2）由公式（3-2）可知，由三個等效電容組成，每個等效電容為308.4F，頻率為60Hz，二次側額定電壓為16KV。由此可以判定如此經計算可得TSC的容量為90MVar。3.3.2SVC參考電壓與擾動參數的設置因為搭建的仿真模型的三相電源是735kv，電壓過大，仿真波形展示會不準確，但MATLAB功能強大，可以看出的是可以采用Simulink電力系統模塊的三相正序有功功率和無功功率模塊（Discrete3-phasePositive-SequenceActive&ReactivePower）通過PI調節調整變壓器一次側繞組的電壓，令基準值=735kv，很據公式，可得參考電壓為1.000pu。如圖3-10所示(董澤昊，孔令軒，2023)仿真開始時間為（0s），結束時間為（1s）。該系統通過算法選擇仿真步長：discrete（nocontinuousstates）擾動時刻為0s、0.1s、0.4s、0.7s。與之相對應的電壓為1.000pu、1.025pu、0.930pu、1.000pu。系統的控制方式選擇電壓調節，系統的初始參考電壓為1.000pu。圖3-10電壓調節模塊圖3-11PI調節系統4SVC仿真波形分析搭建好仿真，通過示波器的波形形象地表現SVC裝置對電力系統無功補償的過程，在仿真初始狀態，設定了四次擾動，SVC裝置會根據擾動，TSC會自動投切，TCR的觸發角會發生變化，導致SVC端口電壓隨之變化，當SVC裝置對系統的擾動進行無功補償后，SVC的端口電壓恢復到初始穩定狀態。示波器測的波形如圖3-12。依次是：分別為:變壓器的電流(圖a)、變壓器的電壓(圖b)、變壓器無功功率分配(圖c)、SVC接口電壓(圖d)、TCR接觸角(圖e)、TSC投切分布(圖f)。變壓器一次側電壓（b）變壓器一次側電流（c）變壓器無功功率分布（d）SVC端口電壓（e）TCR導通角α（f）TSC投切分布圖3-12SVC仿真波形圖由圖3-12-（a）可知，變壓器一次側電壓正弦波，振幅為1.000pu，驗證了SVC控制系統中電壓調節系統起到了作用，本文研究背景下我們對此情況予以了考慮將變壓器一次側735kv調節為標幺值為1.000pu。第一次擾動時間(t=0s)。SVC端口電壓約為1.000pu,為懸置狀態。并且TSC1投入運行,TSC2和TSC3處于關斷狀態。TCR的觸發角在90°~95°,在基本的導通狀態,端口電壓為零(石宇翔，嚴浩淼，2024)。第二次擾動時(t=0.1s)。電源壓力上升到1.025pu，而SVC的端口電壓也相應上升，由1.000pu增加到1.025pu。為了抑止電壓的升高，可以將TSC1退出運行，TCR觸發角隨之增大，完全導通。在此類狀況下可以推知其發展那么SVC開始吸收無功功率，由的波形可知：當SVC吸收了95MVar時，SVC端口電壓由1.025pu降到1.010pu，下降的時間為0.3s。此時電流幾乎滯后電壓90°第三次擾動時刻（t=0.4s）。電源電壓降低到0.930pu，為了抑止電壓的下降，SVC系統開始輸送無功功率，TSC1、TSC2和TSC3逐個投入系統運行，每投入一個TSC，TCR的觸發角都要變化一次：在此特定狀態下很容易看出從100°到180°。當接近180°時，電流會接近0，會接近于0，。由波形可知，0.48s時，三個TSC全部投入到系統中，此時電流幾乎超前電壓90°。第四次擾動時刻（t=0.7s）。TSC1、TSC2和TSC3逐個從系統中切除，每切除一個TSC，TCR的觸發角都要變化一次，從140°（部分導通）到90°（完全導通）。端口電壓逐漸恢復到1.