設備已退出配網狀態應如何處理

㈠ 誰來幫幫我這個畢業設計啊!!!如何基於 CPLD設計並實現單相晶閘管交流全周波調功器

主要研究內容：
高壓靜止無功補償成套裝置是應用在電力系統中，可以根據負載變化隨時調節補償無功的自動化裝置。根據補償方法可分為調容式、調感式與靜止無功發生器（SVG）方式，其中調容與調感方式屬無源方式，SVG屬有源方式。目前市場上出現的多為無源方式，其中調容方式正逐步成為主要的補償方式。其主要原因在於調容方式佔地面積小、成本低，且更換電力電子器件後對系統無突變過程。調感方式是採用電抗器與晶閘管作為支路，通過調節晶閘管的導通角度來達到調節無功補償的目的，而一般場合系統需要補償容性無功電流，因此調感方式需要匹配足夠容量的大電容，通過改變電感電流達到調節電容的目的。此外，調節電感的導通角勢必產生電流諧波，需要有濾波裝置相配合；通常調感方式多用於補償超高壓系統的對地雜散電容，以避免末端電壓升高問題。調容與調感屬於應用不同場合兩類產品，調容方式更適用於面向於負荷側，而調感方式主要面向與大系統的電能傳輸。SVG是未來新一代的無功補償裝置，它既可以補償感性電流，也可補償容性電流，是當前無功補償方式的替代產品，它的市場在未來。市場是一個企業的生命，若沒有市場為依託，再先進的產品同樣等於零，因此開發新產品必須要有市場認可為保障。市場的概念又非常廣泛，同時存在針對性問題，即針對哪部分市場。企業涉足一個新領域需要一個被認可的過程，而這個過程最好從有市場需求且已經被市場認可的產品出發。根據目前國內無功補償市場的發展情況，高壓靜止無功補償系統產品開發。次序應該如下：採用真空開關投切電容器組（MSC）採用晶閘管串開關投切電容器組（TSC）採用晶閘管串開關投切電抗器（TCR）靜止無功發生器（SVG）成套裝置以上產品均用於35kV及以下高壓電力系統之中。上述次序不僅根據市場狀況分序，同時也從開發周期與工廠的實際情況出發，工廠不會出現投資開發過大或因為開發而暫時無法涉足市場問題。
上述幾個產品不存在原理實現問題，但存在實際產品化問題。產品的目的是要用戶接受，這就需要用戶的信息，避免閉門造車。而用戶對現有產品的評價是開發過程中主要解決的問題，這可能會造成開發控制系統功能強大、系統龐大。因此，建立一個大系統，並避免系統的瓶頸受限於將來對功能的需求是產品化要考慮的首要問題，這也是產品化的目標
市場可行性分析：
近年來，隨著我國電力裝機容量速度遞增，供電緊張的局面大為緩解。但是伴隨著供電量增加的同時，電網建設的速度明顯滯後，網路損耗問題日益突出。近幾年來，國家電力公司和各省市電力部門都開始重視這一問題。大家已普遍重視到降低網損是供電部門減小供電成本的重要突破口，也是今後增加供電量的重要手段。據估計，通過降損來提高供電量，成本僅為興建電廠成本的1/4～1/5，是非常可行的。在工程實踐中，以下幾種降損措施得到了重視：①改造電網結構，提高電壓等級和增加變電站所，合理分配有功與無功；②更換高能耗變壓器，採用新型節能變壓器；③加大導線截面積，縮短供電半徑；④採用無功功率補償裝置。第一種改造措施是基於對配電網長遠發展考慮的好辦法，它合理地改造不盡完善的供電網，可以提供10年以上電網高效、穩定的運行環境。但是由於工程投資巨大，投資回收期長，大多數地區在目前都難以開展此項工作。同樣，第二、三種措施投資亦甚是可觀，只有那些資金比較充足的地區可以考慮，而第四種措施投資最少。我國供電網長期以來由無功補償匱乏而造成的網損甚為可觀，這樣不但造成線損大、電壓波動大，而且直接影響輸電容量，有電也送不過去。通過無功補償來降低網損和提高電壓是一種投資少、回報高的方案，同其它幾種措施相比更適用於在全國范圍內推廣。電力系統中無功補償裝置具有重要地位，是變電站的必須裝置，其對於降低網損、提高供電容量、提高電壓質量具有決定性作用。電力系統每年大量興建和改建各種變電站，所以無功補償的市場容量是巨大的，據統計，近些年全國每年無功補償裝置安裝容量平均在6000萬千乏左右，而且每年仍以10%的容量遞增。2000年全國電力系統無功補償裝置總容量在20000萬千乏左右，其中電容器投切無功補償裝置的容量占總容量的85%（用電企業佔40%，電力企業佔45%）。可見，目前市場上絕大多數無功補償裝置仍是電容器投切方式。無功補償裝置的市場雖然很大，但是受到用戶購買力、觀念和重視程度等影響，在現階段多數用戶還是會首選價格低廉、維護簡單的電容器投切方式。但是隨著新型無功補償裝置技術的逐漸成熟、高功率電力電子器件可靠性的提高和成本的降低，不會用很長時間，TSC、TCR甚至SVG很快會占據無功補償市場。從目前的市場來看，真空開關投切電容器組（MSC）成套裝置屬於成熟技術產品，而晶閘管投切電容器組（TSC）和晶閘管投切電抗器（TCR）兩種產品已經開始進入市場，正在逐步被用戶採納和接受，但是靜止無功發生器（SVG）成套裝置屬於世界各國正在著重研究與開發的新一代無功補償產品，是所有無功補償產品中的「貴族化商品」，目前在世界各國成功並網運行的只有很少幾套。同時必須看到，作為高壓無功自動補償領域而言，靜止無功發生器（SVG）成套裝置是這一技術的最先進、最完善形式，也是企業能夠主導無功補償市場的核心產品。從技術角度上講，低電壓的SVC裝置目前已經在國內實用化；從高電壓領域上講，開發該裝置主要是解決好高壓開關串（晶閘管串）均壓、過電壓保護、運行監控以及其控制模塊防電暈與局部放電等幾個問題。上述問題在高電壓領域均屬常規問題，解決的手段較多。可見，目前開發高電壓靜止無功補償（SVC）裝置是可行的，也是必要的。該產品可應用於35kV及以下電網的靜止無功補償，通過對電網中采樣的電壓、電流進行實時數字信號處理，得出所需補償的無功量大小，確定投切支路。產品與技術的主要特點：①採用美國德州儀器（TI）公司TMS320C3x系列DSP晶元，運算速度快；②可以實現開關零電流投切，無開關涌流；③無功補償響應速度快，TSC與TCR裝置小於20ms；④優良的電磁兼容性能，抗強電磁干擾；⑤提供方便靈活遠程通訊介面。

2、晶閘管投切電容器（TSC）成套裝置

主要研究內容：
晶閘管投切電容器（TSC）型無功補償裝置利用大功率晶閘管通流容量大、開關頻率高的特點，可以廣泛用於頻繁連續動作，實時跟蹤調整無功功率的場合。TSC補償裝置開關無觸點，因而壽命遠高於真空開關投切方案，由於作為高壓無功補償，晶閘管需多級串聯，所以高壓晶閘管的串聯與保護均壓技術、電容器的過零投切技術等使得該方案技術含量及復雜性要遠高於電容器真空開關投切（MSC）型無功補償裝置。晶閘管投切電容器（TSC）型無功補償裝置是靈活輸電(FACTS)的一個重要發展方向。TSC設備具有可以根據系統情況調整功率因數，補償快速變化的感性功率，其響應時間可以小於20ms，電容在投切時不產生涌流與過電壓問題，補償調整可以在1/4個周波內完成，可以實現每相獨立補償，故不存在三相系統不平衡問題。電容器的容量以二進制形式設置，因而調整的范圍大，可提供遙控功能以實現系統的自動化，此外，裝置具有自身器件診斷功能，設備採用光纖隔離信號傳輸，故使用安全。高壓TSC裝置的工作原理如下圖所示。圖中采樣系統通過電壓、電流互感器將系統的電壓、電流信號數字化後送至控制系統；控制系統根據采樣信號計算出所需補償的無功，並依據二進制編碼規則確定投切電容器的支路，然後發出相應的觸發有效信號，此外，控制系統還可以監測整個TSC裝置的運行狀況；觸發信號產生在系統相電壓負峰值時刻，在控制系統發出有效信號時，觸發信號才送至光纖傳輸系統；在TSC裝置中採用光纖傳輸觸發信號可以有效地將裝置的高壓部分與低壓控制部分分隔開，避免高壓側對低壓控制部分的干擾，有效地保護低壓迴路；開關側觸發迴路可以將光纖傳輸過來的觸發脈沖信號經光電轉換後轉換為電信號，經過變換，發出晶閘管開關所需的觸發脈沖，使補償電容器投入運行。開關串為一系列晶閘管/整流管相串聯，整流管在系統電壓/dt<0時給電容器充電，這樣晶閘管可以實現零電壓觸發，使得整個投切過程無過電壓與涌流產生。
主要技術指標：
額定電壓：35kV,10kV,6kV；
額定容量：300kvar～30000kvar；
額定頻率：50Hz/60Hz；
控制方式：過零觸發；
工作方式：具有手動補償和自動補償兩種工作方式。
響應速度：≤0.02s
電容器組：100～900kvar/每支路
保護：過流，過電壓，開關故障保護，越限報警和保護閉鎖功能。
測量系統：數字信號測量系統（DSP），一個周波（20ms）內能對電網的各項參數進行測量。
通信介面：RS-232/RS-485通訊介面，電網數據可儲存三個月以上。
顯示：中文界面，漢字提示，實時顯示電網的主要參數，有背光顯示功能。
應用領域：
用於高壓和低壓配電系統電容器補償裝置的自動調節，提高電網功率因數。

3、靜止無功發生器（SVG）成套裝置

主要研究內容：
靜止無功發生器（StaticVarGenerator）裝置作為無功補償系統的最先進形式，在歐洲被稱為ASVC（AdvanceStaticVarCompensator）。SVG實際上是一個由電力電子高功率器件組成的閥陣列，作為逆變器，將直流側電壓轉換為交流側電壓，與系統並列運行，其結構原理如下圖所示。在實際SVG裝置時會遇到以下問題：1）如何減小輸出無功電流中的諧波成分；2）如何擴大SVG裝置的容量以符合系統的要求；3）如何增加輸出電壓，以便SVG裝置接入更高電壓等級的系統。如果解決上述問題，可以考慮以下措施：1）採用串聯或並聯GTO（或IGBT），以提高容量和電壓；2）採用多組逆變器串聯的多重化結構，提高容量和電壓，減少輸出電壓和電流中的諧波；3）採用適當的PWM技術，以減少諧波成分。在實際大容量的SVG製造上，這幾項措施可同時採用；較小容量的SVG可能採用簡單一些的結構。除了小容量的模型化SVG裝置以外，多重化技術是必須採用的。在多重化技術中，利用幾個單相或三相逆變器產生相位相差若干角度的方波電壓，然後用變壓器將此不同相位的方波電壓串聯在一起，所形成的結果電壓呈階梯狀，更接近於正弦，所以輸出電壓含更少的諧波成分。實用的多重化方案如下圖所示，其中變壓器的一次側是串聯的，其電壓是各二次側電壓之和，但是各變壓器二次側電壓的相位、變壓比不盡相同，各方波電壓的寬度也可能不同，因此一次側串聯後形成的階梯波可能是不等階的。
SVG裝置採用多重化的目的是使輸出電壓和電流接近正弦波，在SVG的結構化設計時，應以總諧波畸變率最小作為控制目標函數，求適當的脈寬、相位和幅值組合。此外，GTO和其他開關器件串聯使用時，要求同一橋臂上各器件動作一致。這就要求各元件開關特性充分一致，但是考慮到GTO的頻率不能過高，各GTO元件在開通和關斷時參數不可能完全相同，則可以採用較低的脈寬調制頻率實現多重化設計，以減少總諧波畸變率，同時提高SVG容量。
該補償裝置可以實現：在穩定狀態下，維持系統電壓不變，或按要求調壓；在穩定狀態下，維持系統某處的無功功率最小，或按經濟性等要求調節無功量；在動態或暫態時，按系統穩定性要求調節無功量以提高穩定極限或抑制振盪。
產品關鍵技術：
高壓靜止無功補償成套系統裝置可以根據系統情況調整功率因數，補償快速變化的感性功率；電容在投切時不產生涌流與過電壓問題；可以實現每相獨立補償，故不存在三相系統不平衡問題；電容器的容量以二進制形式設置，因而調整的范圍大。此外，裝置具有自身器件診斷功能，設備採用光纖隔離信號傳輸，故使用安全。產品的關鍵技術有：①控制系統能夠對系統電壓、電流檢測，經計算確定投切支路；能夠准確發出觸發控制信號；可以提供一個遠程式控制制標准通訊介面；可以實現裝置開關串的故障自診斷功能；控制系統必須運行可靠。②晶閘管開關串過電壓與過電流保護採取措施進行靜態均壓保護；消除雷電過電壓與開關串的局部放電；晶閘管開關串的動態均壓技術，抑制晶閘管開關時過高的電壓與電流上升率；合理設計晶閘管/整流管模塊與開關側觸發電路實際安裝結構；開關串高壓部分的防電暈設計，需要對高壓部分作具體的數值分析，計算出合理的可加工結構參數；高壓部分絕緣材料應具有良好的沿面放電特性。③自診斷監測方法：裝置由串級變壓器鐵芯可以采樣電壓，並監測這一電壓的變化情況，因而可以對晶閘管開關串故障及時報警，以避免故障的進一步擴大；裝置可以監測開關串支路退出運行時的泄露電流。此外，為了降低製造成本也可以採用經降壓變壓器在低壓側補償方式或利用變壓器作為開關的方式（即在低壓側利用晶閘管使變壓器開路與短路），但這些方法都會使得系統的穩定性降低且過渡過程精確分析困難。可見，高壓靜止無功補償成套系統裝置是將高電壓、電力電子與計算機控制技術相結合的產物，因而屬高技術產品，是今後我國無功補償設備發展的一個重要方向。由於使用晶閘管的靜止無功補償裝置具有優良的性能，可以預測，在一定時期內其市場必將一直迅速而穩定地增長，占據靜止無功補償裝置的主導地位。尤其是應用在電壓等級較高的電力系統中，對提高系統的穩定性、運行安全性、提高輸電效率等方面更有著重要的現實意義。因此，開發高壓無功補償裝置產品不僅可以帶來相當可觀的經濟效益，而且對我國電力工業的進一步發展有著積極的促進作用。

4、電力有源濾波器（APF）成套裝置

主要研究內容：

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