摘要：动态无功功率补偿最大特点是补偿容量能够快速实时跟踪负荷无功功率的变化而变化。动态无功功率补偿装置根据有无运动件，分为动态运动无功功率补偿装置和动态静止无功功率补偿装置。
关键词：自动化；发展现状；无功功率补偿
一、动态运动无功功率补偿装置
动态运动无功功率补偿装置主要是同步调相机。当同步电动机不带负载而空载运行，专门向电网输送无功功率时，称为同步调相机[1]。由于同步电动机的转子是一个高速旋转的运动件，因此它是典型的动态运动无功功率补偿装置。同步调相机在过励磁运行时，它向系统供给感性无功功率而起无功电源作用，能提高系统电压；在欠励磁运行时，它从系统吸收感性无功功率而起无功负荷作用，可降低系统电压。同步调相机是空载运行的同步电机，装有自励装置，能根据电压平滑地调节输入或输出的无功功率，这是其优点。但它的有功损耗大，运行维护复杂、响应速度慢，小容量的调相机每 kVA 容量的投资费用比较大[2]。
二、动态静止无功功率补偿装置
动态静止无功功率补偿装置，是指其主要部件无运动部分，其输出能及时快速做出变化，以达到所设计的各种控制目标的无功功率补偿装置。目前的静止无功功率补偿装置的种类很丰富，主要有静止无功功率补偿器、静止无功功率发生器、静止同步串联补偿器、统一潮流控制器、有源电力滤波器等。
静止无功功率补偿器（Static Var Compensator-SVC）是指其输出随电力系统特定的控制参数而变化的并联连接的静止无功功率发生装置或无功功率吸收装置。SVC 的一个重要特征是主要依靠晶闸管等电力电子器件完成调节或投切功能，它可以频繁的调节和投切，其动作速度是毫秒级的，因此 SVC 的显著特点是能快速、平滑调节容性或感性无功功率，实现动态补偿。从 20 世纪 70 年代开始，由于电力电子技术的快速发展以及静止无功功率补偿器的优良性能，在世界范围内，其市场一直在快速而稳定的增长，近10 年来更是逐渐占据了动态无功功率补偿装置的主导地位。其主要类型有：①晶闸管控制电抗器（Thyristor Control Reactor-TCR）、②晶闸管投切电容器（Thyristor SwitchCapacitor-TSC）、③晶闸管投切电抗器（Thyristor Switch Reactor-TSR）、④晶闸管控制高阻抗变压器型（Thyristor Control Transformer-TCT）、⑤饱和电抗器（Saturation Reactor-SR）等，基本类型是 TCR 和 TSC，其他补偿器是这两种的发展。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆需要说明的是晶闸管投切电容器或电抗器本质上还是属于分级调节的无功功率补偿器，因此 SVC 需要在一定条件下才能实现无功功率的动态连续补偿，通常方式有：TCR+TSC、TCR+FC（或 MSC）、TCR+TSC+FC（或 MSC）[19-20]。
静止无功功率发生器（Static Var Generation-SVG）是指由自换相的电力半导体桥式变流器来进行发生或吸收无功功率的无功动态补偿装置。SVG 由交流环节和直流环节组成，交流环节与系统相连接。SVG 是采用自换相的变流器，它把变流器电路看成是一个产生基波和谐波电压的交流电压源，控制补偿器基波电压大小与相位，可改变基波无功电流的大小与相位。当变流器基波电压比交流电源电压高时，变流器就产生一个超前（容性）无功电流。反之，当变流器基波电压比交流电源电压低时，变流器就产生一个滞后（感性）无功电流。目前 SVG 有多种控制方式：滞环控制、三角波比较控制、滑膜控制等[3]。
统一潮流控制器（Unified Power Flow Controller-UPFC）是由一台静止无功功率发生器（SVG）和一台静止同步串联补偿器（SSSC）复合而成的具有一个共同统一的控制系统的新型潮流控制器。静止同步串联补偿器是指通过向系统串入一个幅值可调，几乎接近正弦的电压分量而实现补偿的，其核心部分采用大功率电力电子期间组成的自换相的电力半导体桥式变流器的电力装置。静止无功功率发生器并入电网，而静止同步串联补偿器串联在电网中，且通过变压器串接入线路中。静止同步串联补偿器在串入线路中可以等效成电压源，其输出的是与串入线路的电流幅值基本无关的电压量。通过控制换流器，连续改变其输出电压的幅值和相位，从而改变线路两端的电压（幅值和相位），即它不仅能够超前系统潮流以容性方式运行，也可以滞后系统潮流以感性方式运行，达到补偿效果。
有源电力滤波器（Active Power Filter-APF）是由全控电力电子器件构成的采取 PWM控制的变流器，提供与补偿电流（或电压）大小相等、极性相反的电流（或电压），以抑制负载所产生的有害电流（或电压）在电力系统中传播的主动式综合补偿装置。有源电力滤波器由交流环节和直流环节组成，交流环节与系统相连接，有源电力滤波器先将系统的交流电能经变流器转换成直流并保存在直流侧的储能器中，同时直流侧的电压电流经过变流器变成交流电压电流输送到系统。80 年代后随着电力电子器件和控制技术的发展，APF 技术逐步走向成熟。90 年代 APF 技术进入实际应用，日本、美国在这方面处于领先地位。我国在 APF 方面的研究起步较晚，直到 1989 年才见到这方面的研究文章，1993 年才见到试验性的工业应用实例。近年来我国对 APF 的研究达到高潮，已经出现众多实验样机及工业运用。
参考文献
[1] 张宁宇, 刘建坤. 同步调相机对直流逆变站运行特性的影响分析[J]. 江苏电机工程，2016，Vol.35:17-20.
[2] 靳跃中, 付强. 无功补偿装置在煤矿电网中的应用研究[J]. 硅谷，2014，Vol.19:90.
[3] 乔和, 关紫薇. SVG 的自适应控制方法研究[J]. 高压电器，2017，Vol.53:169-174.
论文作者:王进,张亭旭
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/29
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