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1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究的背景

电力系统是一个复杂的非线性系统，各式各样的负载向电网注入容性或者感性的无功功率。过多的无功会导致电网系统电能质量下降，引发电压不稳定、功率因数低下、电能损耗严重等一系列问题。针对这个问题，无功补偿装置的研究一直是电力领域的热门。

电能经过输电线路传输至用户端，若能频率恒定、电压达标以及波形是标准正弦波传输，这无疑是电网最理想的运行工况。然而，实际情况却大相径庭，电力系统本身是一个典型的非线性系统，这已经在电气行业界内形成了共识。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究内容

本文是基于某增容配电站要新建增容配电站的工程背景下，对其增容的部分进行无功补偿控制，使整个系统cosφ＞0.92。主要研究内容如下：

（1）针对国内外对无功补偿技术的发展历程，特别是静止无功补偿装置SVC的研发现状进行简要分析，总结出其突出优势，认证论文研究的必要性。

（2）对无功补偿装置进行分类阐述，主要是对静止无功补偿装置的补偿原理、装置的设计方法进行详细论述，在此基础上根据中石化湖北化肥分公司新建增容配电室的工程背景进行方案选择。

（3）对新建增容配电室的无功补偿系统进行详细设计，包括主电路中SVC装置的选型、相关元器件的参数计算，并运用AutoCAD软件进行电气主接线图的绘制。最后，针对SVC的控制，本章重点研究补偿电纳的算法，主要以对称分量法、功率平均值法为基础，达到动态无功控制的目的，这是本课题的重点，也是无功补偿的难点。

（4）仿真实验验证。运用MATLAB仿真实验平台，用Simulink模块库模拟新建配电站现场，运行仿真模型，通过观察波形来验证设计方案正确与否，是否达到了毕业设计题目的要求。

（5）增容配电站作为用户终端，其负荷比较固定，负荷波动不大，实现无功功率就地补偿是最合理的无功功率补偿方式。现拟设计两套适合新建配电站负荷情况的无功补偿设备：方案一为“机械投切电容器（MSC）”装置，方案二则是能实现系统无功的自适应调节，更为自动化的“晶闸管控制电抗器（TCR） 固定电容器（FC）”组合装置，两种补偿设备方案的设计总思路、选型理由和优缺点如下所述：

选用MSC方案的实现思路：按当前新增配电站的负荷情况，分为主负荷、迁移负荷、低压变备用未知负荷共三组，采用真空断路器（ZW型号）分别对电容器组（MSC）投切，实现就地无功补偿。

再者，在三相供电系统中，Δ型接线的器件将直接承受的是母线线间电压。假若某台MSC装置发生单相故障，以至于设备击穿而发生两相短路时，形成的短路电流会对临近的其他MSC装置中的电容器进行剧烈地充放电，从而损坏整套补偿装置。因此方案一种的每一套MSC都应当采用Y型接线，且为限制合闸涌流和抑制谐波电流，应在电容支路上加装串联电抗器，设计成LC滤波回路^[18]。

SVC选型为MSC的理由阐述如下：

① 本装置对补偿的容量没有严格的限制，且适用于10kV以下的低压配电系统，并且在负荷波动不是非常快速的场合都可以使用。十分适用于该化肥公司新建的6.3kV增容配电站当前的负荷情况。

② MSC型的SVC结构只包含：补偿电力电容器、消谐电抗器和真空断路器。装置的结构简单，因此以较小的投资成本就能达到无功补偿的目的；

③ 该种补偿设备的建设占地面积比较小，能节约空间资源；

④ 该种设备的使用寿命比较长。投入运行后，对该种补偿设备的后期维护工作也较为方便，并且维护的成本不高。

（2）选用TCR FC方案的实现思路：新建配电站的容量比较小，故TCR和FC部分仅需各设置一台，这样既能满足补偿要求，又能节约建设用地。

根据当前负荷情况，先按照功率因数为0.92的标准来计算FC的容量，再将TCR部分也设置相同的容量大小，即通过FC实现无功粗调，再改变TCR的晶闸管触发角实现补偿的微调，最终也能满足该配电站的无功补偿要求。

SVC选型为TCR FC的理由阐述如下：

① TCR自身的固有动态响应速度非常快，能及时根据负荷的投入运行与退出，实现动态的自适应追踪补偿；

② 在同级差的无功补偿系统中，可以少设置电力电容器的数量，有效地缩小了设备的占地空间，也能减少设备投资成本；

③ TCR装置运行稳定，并且晶闸管作为开关器件可频繁操作，寿命几乎能达到无限。

④ TCR FC组合装置最重要的特性是能实现无功的连续调节，还能平衡有功。

2.2 研究技术流程图

3. 研究计划与安排

3、进度安排

4. 参考文献（12篇以上）

1. mohammad javadmershed,afef.a sliding mode approach to enhance the power quality of windturbines under unbalanced voltage conditions.ieee journal of automaticasinica2019；53(2):107-34.

2、彭光金,熊兰,侯世英.《电工学》课程交流电路的教学体会[j].教育教学论坛,2013(36):66-67.

3、李春颖.浅析无功功率内容的讲解[j].读写算-素质教育论坛,2013(24):40-41.