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5.2展望.37
致谢38
参考文献39
附录.41
1 绪论 1.1 课题研究背景及意义 电能作为一种清洁高效的能源在推动能源战略转型、保障国民经济又好又快发展等方面起到了重要的作用。 随着我国电力产业的发展，企业广泛使用与电力电子器件、电动机相关的非线性工业设备[1]。但是这些工业设备在给企业创造经济效益的同时也容易产生大量无功功率和谐波，从而对电力系统产生不利的影响。如果没有相应的补偿措施，电力系统的电压波动将会变得很频繁，影响电力用户的电能质量，造成电力设备的损坏。甚至严重情况下会对电力系统稳定性会造成不可估量的破坏。因此，电力系统中的无功补偿技术和谐波治理技术，具有非常重要的工程研究价值与应用前景。 目前，无功补偿容量不足，无功补偿设备分布不均已经成为了中国和世界电网的发展和运行中一个长期存在的问题。虽然伴随着 FACTS 技术的发展，电力系统无功补偿技术水平不断提高，但是在低压配电网领域，无功补偿装置还存在着测量精度不高、抗干扰能力差等缺陷。因此对配电网无功补偿装置进行研究，其意义是十分明显的。具体优势有: （1）改善电能质量，为工业和个人用户提供更优质的电能。 （2）提高电力系统裕量，增加系统稳定性和可靠性。 （3）促进节约电能，也为工业用户节约了成本。 （4）为现代大电网的互联与智能电网的建设提供了坚实的后备保障。
1.2 无功补偿研究现状 并联电容器补偿是一种传统的无功补偿方式虽然存在补偿精度低等缺点但在今天依然受到人们的青睐[2]。通常作为复合补偿装置的辅助部分与一些比较先进的无功补偿设备混合使用。而早期的同步调相机虽然可以平滑调节无功但由于其响应速度比较慢已经无法满足当今日益复杂的电网的结构，退出了历史的舞台。 电力电子技术的进步、柔性交流输电系统（Flexible of AC Transmission Systems，简称 FACTS）的出现和发展，推动着更多新的无功补偿装置的出现和普及。从 20 世纪 70 年代中期开始，电力晶闸管投入商业化生产，以此为基础的静止无功补偿装置（SVC）也随之逐步得到了广泛的应用。由于 SVC 对无功的补偿过程是动态连续的，并且能够按照电力系统对无功功率需求完成调节，在速度上优于传统的静态补偿装置。这类装置的典型代表如图 1-1 所示。虽然我国对该技术的研究起步比较晚，但近几年我国的静止补偿技术在高压领域也实现了国产化。 a）TSCb）TCRc） 晶闸管投切电容器 晶闸管控制电容器 混合补偿装置 图 1-1 常见 SVC 装置图 静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator, 简称 STATCOM)是国际上电力行业比较关注的无功补偿技术，我国对它的研究处于一种领先的地位。一个典型的电流源型STATCOM原理图如图1-2所示。 2007年，国家决定将STATCOM项目列入“十一五”期间科技支撑计划项目表明了国家对该 STATCOM 技术的重视。2011 年，500kV 电压等级东莞 STATCOM 示范工程正式投运，研制出了当时世界上电压等级最高、响应速度最快静止同步补偿器。STATCOM 是 FACTS领域的一个重要的课题，大容量、高电压的 STATCOM 是今后研究的重点。
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