(1) 研究背景

随着科技的进步，电能的使用已经深入我们生活的方方面面。在配电网中，输出的功率有两部分。一是有功功率，电能被转化为热能、风能等被人们用以生产生活；二是无功功率，其不消耗电能，被用于建立磁场来维持设备运转实现能量传递。电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分都是感性负荷，在运行过程中要向这些设备提供相应的无功功率。如果电网中无功功率不足，设备可能会由于端电压的下降无法正常运行；若电网中无功过量，会引起有功的损耗，发、供、配电都会有不良影响。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，即减少无功功率在电网中的流动，因此降低了线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗。无功补偿对提高系统功率因素，提高电能质量和降低有功网损意义重大，仅以提高功率因数，减小网损计算，设无功补偿的经济当量为10.8％，大工业电价取400元/MW·h，则补偿1Mvar的无功，每小时可以创造43.2元的经济效益。若无功装置的投运时间率为40％，则每年补偿1Mvar无功的经济效益可达15.14万元。可见，实现无功补偿具有积极的经济及社会效益。

（2）国内外研究现状

抑制谐波、补偿无功的方法主要有两类：一是装设谐波无功补偿装置；二是对电力电子装置本身进行改造，使其在实现自身功能时不产生谐波，也不消耗无功，或者根据需要对其进行功率因数校正。传统的方法是装设无源滤波器，通常由电力电容器、电抗器和电阻器串并联组合而成。目前我国配电网中普遍存在着无功补偿不足、布置不合理的情况，存在着城乡电网与区域电网电容器容量倒置现象。我国常用的无功调节设备仍为机械式并联电抗器、投切电容器，这些静止型调压手段，因调节不连续、响应速度慢，很难满足系统运行方式快速变化时的需求。而SVC响应速度很快，但由于呈恒阻抗特性，使得在电压低时，无法提供所需的无功支持，因此应对突发事件的能力较弱，并且为了抑制谐波，必须装设滤波器，占地面积较大，此外，过多的SVC装置容易引发系统振荡。相比之下，动态无功补偿装置较为有效的调压手段，它的无功电流输出可在很大电压变化范围内恒定，在电压低时仍能提供较强的无功支撑，并且可从感性到容性全范围的连续调节。而高电压等级，大容量的SVC项目几乎全部被ABB、Siemens等跨国公司垄断，ABB公司于上世纪70年代开始研制SVC， 并于1972年在世界范围内第一次将SVC应用于钢铁厂，目前占据全球FACTS市场50%的份额。西门子公司对基于晶闸管控制技术的无功补偿技术的研究起始于上世纪70年代，1984年，提供了第一套TSC型SVC。目前，生产的SVC产品达到100多套，涉及十多个国家。GE是最早提供TCSC装置的企业。另外，GE还生产性价比良好的MSC装置。国内比较先进，占据一定市场份额的动态无功补偿装置是SVC，目前有5个500kV变电站安装了SVC。总之，目前国外SVC补偿装置已经广泛应用，产业化也近有十年，国内MSC价格低廉仍占据份额很大，随着用户对电能质量的日益提高，市场对SVC的需求会快速增长，国内企业须提高SVC产品的质量和产量以满足需求，在技术和产业化上继续努力。

2. 研究的基本内容与方案

一、研究（设计）的基本内容、目标

1. 了解本毕业设计相关专业知识的发展历史、现状及趋势，以及本毕业设计领域技术发展历史中的重大突破的背景和影响，并理解本毕业设计领域复杂工程问题解决方案的设计/开发背景和意义；

2. 掌握动态无功补偿器运行原理和基本研究方法；

3. 学习了解上位机与智能仪器的通信原理；

4. 选择与使用PLC和MCGS仿真软件，学习软件使用与调试方法；