论文总字数：19624字

摘 要

我国用电供需分布不合理，使得高压、超高压输电进入大家的视野，工业生产等领域对电能质量也有了越来越高的要求，那如何维持电压的稳定成为了研究的热点。补充或吸收电网的无功功率对保持电网电压不失稳有着及其关键的作用。在众多无功补偿装置中，静态无功补偿器（SVC）凭借着自己优良的动态补偿特性被普遍使用。本文详细说明了FC-TCR、SC-TCR、TSC-TCR这几种常见的SVC的变化特点、结构、适应场合。然后理论分析了SVC在系统中对电压的控制行为并用MATLAB对TCR型的SVC进行仿真，通过比较导通角在，，，，，，情况下，电压、电流的波形变化，证明了SVC确实有利于维持系统电压平衡。本文搭建了一个双发电机电力系统观察受到大扰动后的电压稳定性。试验在单相短路、三相短路故障发生时，通过比较SVC投入前后系统转角差、转速等元素的变化情况，证明在各种短路情况下，SVC都能显著地提高电力系统的电压稳定性。

关键词：MATLAB 电压稳定 静止无功补偿器 时域仿真法

Influence of SVC on System Voltage Stability

Abstract

China's power supply and demand distribution is unreasonable, making high-pressure, ultra-high voltage transmission into the field of vision, industrial production and other areas of the power quality has also been higher and higher requirements, how to maintain the stability of the voltage has become a hot research. The reactive power Q that replenishes or absorbs the grid has a key effect on maintaining the voltage stability of the grid. In many reactive power compensation devices, static reactive power compensator (SVC) by virtue of their excellent dynamic compensation characteristics are widely used. This article describes in detail the FC-TCR, SC-TCR, TSC-TCR these common SVC changes in the characteristics of the structure, to adapt to the occasion. Then, the SVC control of the SVC in the system is simulated and the SVC of the TCR is simulated by MATLAB. By comparing the waveforms of the voltage and current in the case of the conduction angle 30°，45°，60°，90°，120°，150°，180°, it is proved that the SVC does have Conducive to maintaining the system voltage balance. This paper sets up a double generator power system to observe the voltage stability after a large disturbance. In the case of single-phase short-circuit and three-phase short-circuit fault, SVC can improve the voltage stability of the power system by comparing the changes of the angle and speed of the system before and after the SVC is put into account.

Key words: MATLAB; Voltage stability; Static var compensator; Time domain simulation method

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题研究的背景 1

1.2 静止无功补偿器（SVC）的研究 2

1.2.1 静止无功补偿器（SVC）的成长及研究现状 2

1.2.2 SVC的研究意义 3

1.3电压稳定的研究 4

1.3.1电压稳定的概念 4

1.3.2 电压稳定的分析方法 4

1.4 本论文的主要工作 6

第二章 SVC的类型及工作特点 7

2.1 引言 7

2.2 固定电容-晶闸管控制电抗型无功补偿器（FC-TCR SVC） 7

2.3 机械式投切电容器晶闸管控制电抗器(MSC-TCR) 8

2.4 晶闸管投切电容器-晶闸管控制电抗器（TSC-TCR） 9

第三章 TCR型SVC的MATLAB仿真 14

3.1 MATLAB软件简介 14

3.1.1 MATLAB/SIMULINK的特点 14

3.1.2 MATLAB的主界面 14

3.1.3 SIMULINK模块库浏览器 15

3.2 SVC的电压控制 16

3.3 SVC的Matlab/Simulink仿真电路 18

3.3.1 TCR仿真电路的搭建 18

3.3.2 TCR仿真结果及分析 19

第四章 SVC对电压稳定的影响 22

4.1 SVC对系统动态电压的影响 23

4.1.1 双机仿真模型的搭建 23

4.2 SVC动态仿真的结果与分析 27

4.2.1 系统正常运行状态 27

4.2.2 A相发生故障时 28

4.2.3 发生三相全故障时 29

第五章 总结和展望 31

参考文献 32

致 谢 35

第一章 绪论

1.1 课题研究的背景

自从改革开放以来，我国的经、政、文化等方面保持着快速高效的进步，在此同时，对电能的研究也不断前进着，电逐渐成为农、工业等行业不可缺少的因素。电力系统运行的基本要求有：能够稳定持续且消除其危险性的提供电能、确定用电合乎要求和减少电网发电利用率和输、变电的损耗^[1]。电网的无功功率的改变能够影响电压稳定、潮流分布、过电压的抑制。

电网电压的稳定需要解决很多困难：首先，负载的投切和系统正常工作所缺少的无功功率需要可调节的无功电源能够快速发现，并决定补偿的无功量，保证系统的感性和容性无功功率基本相等，极大的减少各节点上消耗，增加供给电能的稳定性和抗干扰性。留有一定量的无功调节范围能够保证电网的合理有效运行 ^[2,3]。其次，发、变电设备要吸收耗费很多无功功率，如果不能在一定时间内补充，可能会减少发电机的有功功率，使变电器的变电能力受到影响降低，线路电压上的电压降变多和损失更多的电,使电气元件无法达到或接近额定容量。除此之外若没有足够的无功储备量，电网电压会因此降低。如果要解决上述问题,那便应该认真思考怎么让电力系统的无功功率得到高效补偿。耗电元件所需求的无功功率远大于电网中本身存在的，所以必须要在电力系统中加入额外的装置来吸收或发出无功使无功达到平衡。生活中使用较多的无功补偿装置有静电电容器（C）、同步调相机（synchronous compensator）、静止无功补偿器(SVC)和无功发生器（SVG）等。

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