0　前言

　　隨著現代電力電子技術的發展，產生了一些靜止形態的動態無功補償裝置。電力電子裝置不僅可以發送而且還可以吸收無功功率，其本身也成為產生無功的功率源。在許多情況下，動態補償有功功率或在補償無功的同時也補償部分有功功率，對改善電能質量會有更好的效果。隨著電網中精密電能用戶的增多，要求電網必須提供與用戶所要求的質量指標相適應的電能。近年來，為了進一步提高配電電能質量指標，出現了多種動態的改善電能指標的電力電子設備。這些提高電能質量和供電可靠性的技術稱為契約電力(custom power)。補償技術發展的初期，人們已經注意到補償無功功率和補償系統參數存在某些相同的效果，有時甚至會產生更適合用戶的效果，因此，補償參數技術在電網中有著重要的應用領域。最常用的是串聯電容輸電補償，他對減少電壓變動，提高電力系統穩定性起到重要的作用。
　　本文對電力系統中為提高電能質量所使用的各種補償技術及動態補償方式作了概括性的介紹，重點敘述了補償技術的發展及其技術前景，討論了正在開展的新的補償技術以及補償用能源的合理使用，并表明了對當前電網中應用各種補償方式的看法和評價。電力電子技術應用于電網和用戶后使電網上產生了更多的無功和諧波，而用于濾波的技術實際上與補償技術是相互聯系也是相互影響的，因此，對濾波技術的進展也作了介紹。

1　并聯無功補償

1.1　同步調相機
　　同步調相機是最早用于電網的無功補償設備，適合于電網電壓調節。但調相機的反應速度較慢，因此對瞬時電壓波動效果較差。他以勵磁電流調節來改變發出電壓，從電壓的幅值大小決定無功功率的輸出，同步電機的啟動和運行需要很大的維護工作量，這是他的弱點。同步調相機運行中轉子有慣性，在故障瞬間調相機向系統輸出短路電流，增大系統的短路容量。對系統容量偏小而且電網短路電流不夠大的電網（如直流輸電的受端），同步調相機還是有顯著作用的。但是，在一般電網中，由于短路容量往往偏大，甚至于需要采取限流措施，不適合采用同步調相機。目前，除了需要加大短路容量外，作為無功和電壓補償的同步調相機已經被完全淘汰。
1.2　靜止無功補償器(static var compansator，SVC)
　　平滑動態補償是指所補充進電網的無功電流， 他是按照電網無功需求的變化而變化的。由于無功是與電壓直接聯系的，所以調節無功在很大程度上是為了系統電壓的質量和電壓支撐。
　　靜止無功補償器目前主要有以下2種類型，一種是晶閘管投切電容器(TSC)， 另一種是晶閘管控制電抗器(TCR)。TSC與普通電容器不同之處，在于用晶閘管代替了斷路器作電容器組的投切。TCR則連續調節電抗器電流大小，使無功按要求變化，下面分別說明其特點。
1.2.1　晶閘管投切電容器(TSC)
　　電容器組的投切開關處用晶閘管開關取代了機械式的開關，例如油斷路器或真空斷路器。晶閘管開關由反并聯的晶閘管組成，也可以用一只晶閘管與一只二極管反并聯。TSC用的晶閘管只有2個狀態，導通和斷開。晶閘管由一個控制器控制。
　　用晶閘管開關取代普通有接點開關的優點是，在投切過程中沒有沖擊電流和過電壓，這是由于電容器的接入是在晶閘管兩端電壓過零瞬間完成，而電容器的切斷是由晶閘管在電流過零時完成。這樣電容器可以任意頻繁的投切。由于與TSC相連的由一般斷路器投切的電容器或電纜線路會向TSC放電，因此，在TSC的電容器電路上串聯有電抗器，他既可限制放電電流也能防止電容器組產生某些次諧波的諧振。
　　圖1是2種主要的TSC電路。△形接線電路的TSC可以在任何電網使用。Y₀形接線電路的TSC則只能用在電源變壓器有中心點連出的系統中。目前，Y₀接線只用在低壓系統。圖2是國產10 kV，1 000 kvar的TSC裝置，他采用電磁觸發和自然用冷卻，這種選擇對較小的容量較為適宜。

圖1　二種主要的TSC電路��(a)Y0形接線電路；(b)△形接線電路
圖2　10 kV空冷TSC

　　對于TSC的使用范圍，最近比較通行的看法是用在低壓系統，即在600 V及以下電壓等級系統中用一臺或多臺TSC控制無功和電壓是既經濟又可靠的選擇。
1.2.2　晶閘管控制電抗器(TCR)
　　TCR是靜止補償器中的重要組成員，他調節晶閘管的導通角度以改變電抗器電流。TCR總與電容器并聯使用，當系統需要較多電容時，TCR使電抗電流減小，若系統需求電容電流下降，TCR則使電抗電流加大，用電抗電流多抵消電容電流，這相當于使接入系統的電容電流減小。TCR本身會產生諧波，所以，往往用濾波器代替部分并聯的電容器組，也可用TSC。
　　在電容器組切除后，TCR可以接受感性無功，這樣，在電網夜間電壓過高時，TCR可以起到降低受端電壓的作用。圖3是TCR及其系統接線。其中，變壓器可以是任何一種接線。濾波器除濾掉TCR產生的諧波外，也要濾掉負荷所產生的部分諧波，要根據負荷性質考慮濾除諧波的次數。

圖3　TCR和濾波器組的一種方式

　　TCR和TSC都可以分相調節，也就是可以按每相電壓或無功的要求確定。瞬時補償無功量。他們都有減小不對稱電流和電壓的效果，并且具有在不對稱故障時支撐電網電壓的作用，使電網不因電壓崩潰而失步。
1.2.3　晶閘管投切濾波器(TSF)
　　晶閘管投切濾波器在結構上與晶閘管投切電容器TSC相同，但其參數不同，且有獨特的運行狀態。TSC和TSF都有補償系統無功的能力。TSC的電抗器是為了避免電容涌流和躲過諧振頻率而設置的。TSF的電抗器是為了使某一次諧波取得低阻抗通道設計的。運行中TSF可能有大量的諧波流過，高次諧波電流流過濾波器時每基波(50 Hz)電流相加使總電流可能產生多次過零的現象，這時，要求控制器有按反向電流流過而給晶閘管觸發信號的能力，這要求控制器能在同步之外符合電流方向給以觸發。雖然，晶閘管投切濾波器是新的技術，但已經顯示出他的重要作用，到目前其的運行效果是令人滿意的。 http://www.whtlhgdq.com/product/