26、电力系统无功补偿与电机速度估计技术解析

电力系统无功补偿与电机速度估计技术解析

1. TBSC 补偿器介绍

在电力系统中，无功功率问题会影响电能质量。传统的无功功率补偿通常使用 SVC（TSC + TCR），但 TCR 存在一些缺点，如产生谐波、损耗大、需要额外滤波器以及成本较高等。为了避免这些问题，设计了 TBSC 补偿器，即晶闸管二进制开关电容器组补偿器。

1.1 TBSC 补偿器的特点

• 能将公共耦合点（PCC）的功率因数维持在指定值。
• 可补偿无功功率或电压的快速变化，最大补偿时间为 20 ms。
• 通过协调快速选择性开关瞬间，避免出现瞬变或谐波。
• 具有自适应能力，能逐周期确定并提供补偿量。
• 可独立补偿每一相，适用于不平衡系统。
• 电容器按二进制顺序比例设置，以实现最小的开关步长。
• 控制策略基于误差激活，以匹配所选时间间隔内的负载无功功率。
• 消除可能的过补偿和超前功率因数问题。
• 可根据分辨率灵活选择所需的步数，步数越多分辨率越小。
• 原理简单、使用方便且成本低，还可应用于变电站的大型变压器控制器。

1.2 TBSC 补偿器的结构与工作原理

TBSC 由反并联连接的晶闸管作为双向开关，与电容器和限流小电抗器串联组成。实现电容器无瞬变开关需满足两个条件：
- 在电源电压的负/正峰值时刻触发晶闸管。
- 将电容器预充电到电源电压的负/正峰值。

TBSC 电流为正弦波且无谐波，无需滤波器。串联的小电感可