基于FPGA的靜態(tài)無功補償裝置(SVC)

摘要：電弧爐、軋鋼機等大型工業(yè)設(shè)備在為企業(yè)創(chuàng)造產(chǎn)值的同時也帶來了無功分量和高次諧波等危害，他們直接導致系統(tǒng)電壓的波動和閃變，給電網(wǎng)造成了嚴重的“污染”。迄今為止，安裝靜止無功補償裝置(statlc VARConlpensator，簡稱SVC)是解決上述問題最有效的方法。SVC在電力系統(tǒng)中能起到調(diào)相、調(diào)壓、抑制振蕩等作用；在工業(yè)企業(yè)中則可以消除高次諧波、平穩(wěn)母線電壓、提升功率因數(shù)。輸電系統(tǒng)的SVC對可靠性要求極高，需要采用全數(shù)字控制，通過使用NI CompactRIO平臺實現(xiàn)μs級控制。

關(guān)鍵詞：電力能源；CompactRIO；SVC；閉環(huán)控制

DOI：10.3969/j.issn.1005-5517.2011，06.007

SVC研發(fā)背量

我國研究和應用SVC已有20多年歷史，研制出不少產(chǎn)品，但這些產(chǎn)品大多集中在工業(yè)和配電領(lǐng)域，容量一般為10～55 Mvar。20世紀八、九十年代，我國輸電系統(tǒng)5個500 kV變電站安裝了6套容量為105～170 Mvar的SVC，均為進口設(shè)備，國內(nèi)第一套應用于輸電網(wǎng)的SVC于2004年9月投運，為電力系統(tǒng)中SVC的國產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化打下了基礎(chǔ)。

TSC+TCR壁SVC

SVC有三種基本配置：1 固定電容器+晶閘管控制的電抗器(PC+CR)。2 晶閘管切換的電容器(TSC)。3 晶閘管切換的電容器+晶閘管控制電抗器(TSC+TCR)。其中，TSC+TCR的組合在通常情況下都是最優(yōu)解決方案，用TSC+TCR補償器可以獲得連續(xù)變化的無功功率并做到對補償器的電感和電容部分的完全控制。

基于NI CompactRIO的全數(shù)字控制器

TSC+TCR型SVC主要由全數(shù)字控制系統(tǒng)和TCR、TSC閥組構(gòu)成，全數(shù)字控制系統(tǒng)的控制精度和響應速度直接影響到SVC能否有效解決負載帶來的電能質(zhì)量問題，是SVC的心腹要塞。

傳統(tǒng)的控制算法是基于DSP實現(xiàn)的，我們的客戶之一某SVC設(shè)備供應商之所以選用NI CompactRIO。……