低压配电系统无功补偿装置设计开题报告

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1、青岛科技大学本科毕业设计（论文）开题报告毕业设计(论文)题目380V—660V低压配电系统无功补偿装置设计院（部）自动化与电子工程学院指导老师孟祥忠专业电气工程及其自动化班级电气061学生学号0607040130学生姓名鲁思男目前国内外研究进展概述（或立题依据）：无功功率补偿对电力系统有着重要意义，对电力系统进行适当的无功补偿，可以稳定电网电压，提高功率因数，提高设备利用率，减小网络有功功率损耗，提高输电能力，平衡三相功率，为系统提供电压支撑，提高系统运行安全性。随着现代工业和电力工业的不断发展，电能传输的距离和容量日益增大，工业用户对电能质量的要求越来

2、越高，然而，企业广泛采用异步电动机和变压器，特别是今年来大型可控硅装置的应用和大功率冲击性负荷的存在，使得系统无功因数变低，电压波动加大，因此无论从提高输电网的传输能力，降低损耗，提高系统稳定性，还是从提高供电质量的角度，都需要大量的无功补偿装置。目前广泛应用的动态无功补偿装置是SVC（StaticVarCompensation）、静止无功补偿器。据不完全统计，全世界正在运行的SVC装置已达到上千台，总容量高达100Gvar以上。SVC补偿装置具有响应速度快，而且可以连续调节无功功率输出的特点，因此目前在电力系统中广泛应用。但SVC补偿装置的铜耗和铁耗都

3、比较大，输出的系统中高次谐波较多，而且电抗器的体积比较大，尚需进一步完善。SVG又称STATCOM，即静止无功发生器或高级静止无功补偿器（ASVG），它是基于瞬时无功功率的概念和补偿原理采用GTO构成的换相交流器。SVG分电压型和电流型桥式电路两种。由于电压型控制方便，损耗小，因此在实际应用中被广泛采用。通过调节桥式电路交流侧输出电压的相位、幅值或者直接调节其交流侧电流进行无功功率的交换。与SVC相比，，其调节速度更快，调节范围更宽，欠压条件下的无功调节能力更强，因此具有良好的补偿特性。近年来，在欧、美、日本等一些发达国家，SVC补偿装置已经取得广泛应用

4、，STATCOM补偿装置的产业化也有将近十年的时间。在国内，MSC（机械投切电容器装置）以其低廉的价格，依然占据很大的市场份额。目前国内企业只能供35kV及以下的SVC装置，随着用户对电能质量的要求日益提高，市场对SVC的需求迅速增长。国内企业必须迅速提高SVC产品的质量和产量，以满足国内需求，并发展高电压等级的SVC装置，以打破国外企业的垄断。目前国内的STATCOM技术尚处试运行阶段，还要在技术上和产业化上继续努力。主要研究内容：本课题着重SVG的构成、原理及设计与实现，介绍了SVG控制器的设计研究方案，对主回路的晶闸管阀的组成，参数计算，触发方式进

5、行了介绍。目前，在我国电力系统低压领域，动态无功补偿装置主要是以电容投切方式为主，包括机械投切电容器（MSC）和晶闸管投切（TSC）。虽然晶闸管投切方式能够实现零电压投切，具有电容投切无电流冲击，投切速度快等优点，但是它仍然不能实现对无功功率的连续调节，还不能很好满足现代电力系统对无功补偿的要求。从目前研究来看，采用静止无功发生器（StaticVarGenerator—SVG）,最具发展潜力。它与其他类型的静止无功补偿装置（SVC）相比，具有调节速度快，运行范围更宽的特点。通过控制，即可产生超前的（容性）无功电流，又可产生滞后的（感性）无功电流，而且在采

6、用多重化、多电平或PWM技术等措施后可大大减少补偿电流中的谐波的含量。更为重要的是，SVG使用的电抗器和电容元件远比其他SVC中使用的电抗器和电容元件要小，可大大缩小装置的体积和成本。由于其卓越的性能，目前成为世界各国大力研究和应用的重点，也是动态无功补偿装置未来发展的主要方向。SVG在高压输电系统中已经得到了成功的应用，但是由于技术、资金等方面的高要求，使得它在低压配电系统中的应用很少。一、研究无功补偿技术的现状，介绍各种无功补偿技术的特点，对国内外无功补偿装置技术进行概述。1、早期无功补偿装置及MSC：可能与系统发生谐振，不属于动态无功补偿器。2、静

7、止无功补偿器：⑴晶闸管投切电容器（TSR）；⑵晶闸管投切电抗器（TCR）；⑶混合型静止补偿器（TCR+FC，TSC+TCR）。二、对静止无功发生器（SVG）的原理、构成、基本概念、应用、发展现状和与其他无功补偿装置性能的比较。三、SVG主电路基本形式的介绍，结合本课题情况对主电路的选择及对相关参数的设计和计算。四、静止无功发生器（SVG）控制系统设计：采用基于PWM控制的单相SVG装置相关原理、核心电路的设计。五、系统和各单元相关保护保护电路设计及后续总结。毕业设计（论文）的设计方案及思路：基于PWM控制方式，所设计的无功补偿装置系统结构框图如图所示。主

8、电路采用单相桥式PWM逆变器。除了主电路外，系统其他部分可分为直流侧电压控制环、