功率因数问题不外乎两个途径种是装设补偿装置，如有源滤波器无功功率补偿器等，设法对谐波进行抑制和对无功功率进行补偿另种是对电力电子装置本身进行改造，使其不产生谐波同时也不消耗无功功率，或根据需要对其无功功率进行调节。其中后种措施需要对现有的电力电子设备进行大规模的改造和更新，其代价巨大，并且只适用于作为主要的谐波源的电力电子装置，因此，有定的局限性。相比较而言，前种措施则适合用于各种谐波源和所有低功率因数的设备，实施起来方法简单，已经得到应用，并且应用前景十分广阔。传统的无功功率补偿装置主要为同步调相机和并联电容器。同步调相机是早期无功补偿装置的典型代表。同步调相机不仅能补偿固定的无功功率，对变化的无功功率也能进行动态的补偿。至今在无功补偿领域中这种装置还在使用，而且随着控制技术的进步，其控制性能还有所改善。但是它属于旋转设备，运行中的损耗和噪声都比较大，目前仍有使用，但在技术上已显落后。由于实际中遇到的大多数的是感性负载，所以后来多采用低成本的电容器进行并联作为无功补偿装置。电容补偿可以根据系统所需无功的多少，由控制系统自动的投切补偿电容，因此是种性能较为优越的无功补偿方法。然而，由于容量的恒定，系统无功变化时，电容器的投切只能是有级的，难免出现过欠补偿，不能动态的跟踪系统所需无功功率的变化。同时般需要串联电抗器，为限制装置投入时的涌流，抑制高次谐波的影响。但是因为系统中有谐波，有可能发生并联谐振，使谐波放大。但是这两种补偿装置目前在我国仍是主要的补偿方式。随着现代电力电子技术在电气传动领域的广泛应用，相控技术脉宽调制等技术被引入到电力系统，与传统电力系统控制技术相结合，产生了近几年出现的新技术柔性交流输电系统，其本质就是将高压大功率的电力电子技术应用于电力系统中，以增强对电力系统的控制能力，提高原有电力系统的输电能力。其多个类型都具有谐波抑制和无功补偿的能力。静止无功补偿器是它的个类型，静止无功补偿技术是世纪年代以后发展起来的，是指用不同的静止开关投切电容器或是电抗器，使其具有发出和吸收无功电流的能力，用于提高系统的功率因数和稳定系统电压等。目前这种开关主要是交流接触器和电力电子开关。但是用接触器来投切会出现巨大的冲击涌流，而且闭合时触头颤动导致电弧烧损严重，现在静止无功补偿器般专指使用晶闸管的无功补偿设备。品闸管投切电容器和晶闸管控制电抗器是其典型代表。补偿器可以很好的补偿系统所需的无功功率，如果级数分的够细，基本上可以实现无级调节，是用来吸收系统的无功功率的。瑞士勃朗・鲍威利公司已造出此种补偿器用于高压输电系统的无功补偿。此外，还包括混合型补偿器，我国平顶山至武汉凤凰山变电站引用进口的无功补偿设备就是型。目前国内外对的研究集中在控制策略上，模糊控制人工神经网络控制和专家系统等智能控制手段也被引入控制系统，使系统的性能更加提高。世界上已投入运行的输电用系统大约套，我国运行于输电系统的也有台，型式为或是，均为进口设备，国内工业应用的装置大约有套，其中小半为国产设备，低压供电系统有各类型国产无功补偿设备在运行，但至今仍没有套国产的在我国的输变电系统运行。目前国内外对的建模控制模式结构设计和不对称控制等做了很多的研究，但是目前还有很多的理论和实际运用的问题尚待解决。而且其控制复杂，所用的全控器件价格昂贵，所以目前还没有普及，尤其在我国，大功率电力电子器件目前基本依赖进口，成本太高，根据我国国情，此类装置的实用需要很长段时间。而在低压无功补偿中要求装置体积小重量轻结构简单易于安装和维护，因此，和装置适合于无功就地补偿的广泛应用。但具有调节速度更快且不需要大容量的电容电感等储能元件，谐波含量低等优点，其优越性必将使其成为未来的无功补偿装置的发展方向。美国电力研究院还提出统潮流控制器，集并联补偿串联补偿移相等多种功能于身，造价非常高，控制复杂，目前仅美国变电站安装了这装置无功补偿的合理配置原则和目前无功补偿的不足无功补偿的合理配置原则在目前国内电力系统中，各级网络和输配电设备都要消耗定的无功功率尤其以配电网所占的比例最大为了使电网安全经济运行及用户的正常用电，首先要减少线路中大量无功功率的流动，也就是使用户的无功负荷和电网无功损失就地供应。有些发达国家要求做到配电线路基本不送无功负荷，达到，在低谷时达到，就地解决用户和配电变压器以及线路上消耗的无功功率。为了最大限度的减少无功功率的传输损耗，提高设备效率，对配电网无功补偿应按照就地平衡的原则进行。首先，总体平衡和局部平衡相结合。如果无功补偿不合理，造成局部地区的无功电力不能就地平衡，可能会使些线路的无功电力偏多，电压偏高，过剩的无功电力要向外输出还可能会使些线路的无功不足，电压下降，并入线路，将投切方式置为自动，同时将调节旋钮固定在点处最大最小处除外，记下此时自动投入的组数负载挂件上保持旋钮位置不变，将投切方式换为手动，依旧手动投入与自动方式下相同的组数，观察并记录各数据手动增加或减少组的投入，观察各参数的变化并记录数据，观察是否有过补现象出现，比较自动控制下的投切组数是否为最佳组数再调节旋钮的位置最大最小出除外，重复上述步骤并将实验数据记录于表中。波形图对应于表对应于表对应于表投入组电容对应于表投入组电容数据记录表表投入前感性负载功率因数线路电压线路电流有功功率无功功率投入后功率因数投入组电容投入两组电容投入三组电容表投入前感性负载功率因数线路电压线路电流有功功率无功功率投入后功率因数投入组电容投入两组电容投入三组电容表投入前感性负载功率因数线路电压线路电流有功功率无功功率投入后功率因数投入组电容投入两组电容投入三组电容线路电压线路电流有功功率无功功率功率因数功率因数功率因数表结果分析投入的三组电容器的值分别为，在投入电容器之前负载的功率因数分别为均为感性负载。以下是功率因数的分析图表由上图可以看出，在投入第组电容后，功率因数不但没有上升，还下降了投入第二组电容后除了外也普遍下降而投入第三组电容后，功率因数都上升了。旋钮位置旋钮位置二减少组自控组数增加组减少组自控组数增加组线路电压线路电流功率因数是否过补否否是否否是是否最佳是是以下是有功功率的分析图表由上图可以看出，有功功率类似于功率因数，投入第组电容后，下降投入第二组电容后除了除了外也普遍下降投入第三组电容后，上升了。以下是无功功率的分析图表由上图可以看出，无功功率变化不大，普遍上升，投入第组电容后，除了其余都上升投入第二组电容后普遍上升投入第三组电容后，也都上升了。综合以上的全部数据，可以得出些结论根据电流电压的波形比较图可以看出，在没有投入电容器的时候，电路呈现感性负载，则电压超前电流，增加时超前越来越多，则感性越来越强。投入电容器时，也从电流电压的波形比较图可以看出，投入电容器会使电压超前电流的幅度变小，则容性补偿了感性的负载，最终使功率因数上升。第章基于的控制器系统仿真仿真现在已经成为了科研中不可缺少的个重要环节，通过仿真可以初步的验证思路的正确性，还可以研究各种的参数对系统性能的影响。本章就是利用对系统进行了建模和仿真。仿真软件介绍语言具有强大的矩阵分析和运算功能。可视化仿真功能是五大通用功能之，它是基于语言环境下实现动态系统建模仿真的个集成环境，具有模块化可重载图形化编程可视化及可封装等的特点，可大大提高系统仿真的效率和可靠性。提供了丰富的模型库供系统仿真使用，仿真工具箱还包括了专门用于电力电子电力系统学科进行仿真的电气系统模块库。电气系统模块库由以下七个子模块库组成电源模块包括直流电源模块交流电源模块交流电流源可控电压源和可控电流源。基本元件模块库包括串联负载串联支路并联负载基线性变压器饱和变压器互感断路器单相型集中参数传输线路和浪涌放电器等。电力电子模块库包括二极管晶闸管和理想开关等。为满足不同仿真要求并提高仿真速度还有晶闸管简化模型。电机模块库包括激磁装置水轮机及其调节器异步电动机同步电动机及其简化模型和永磁同步电动机等。连接模块库包括地和中性点等。测量模块库包括电流测量和电压溅量模块库。附加电气系统模块库，包括均方根测量有功和无功功率测量傅立叶分析可编程定时器同步脉冲发生器及其三相库等。另外用户也可根据自己的需要开发所需要的模型，并通过封装建立通用的模型，扩充现有的模型库仿真模型的建立如下图所示系统的仿真模块包括电源负荷测量模块计算模块模糊控制器模块触发模块补偿器模块。工作原理是首先是计算模块通过采集电源侧的电压和电流计算出电压电流有效值以及有功功率和无功功率，然后在通过模糊控制器计算出应该投入的无功量输出投切电容器的触发脉冲，最后就是投切电容器。触发模块是来触发支路上的晶闸管的。测量模块是用来测量电源三相电流电压及其序分量电源提供的无功功率参数等的。图模糊控制模块是控制器中的重要部分，它的内部结构图如下图所示，它的功能是由计算得到电压无功量和瞬时电容器的状态为输入，通过模糊控制得到投切量及电容器的延时时间。图中的仿真模型是由电力电子模块库中的晶闸管和电气系统基本模块库中的电容元件组成的。晶闸管的参数可以根据自己的需要而设定。仿真结果及其分析我们采用三相正弦交流电压源，负荷采用三角形连接，补偿电容器也选用三角形连接。以下分别对三相对称与不对称及其负载突变这三种情况进行了的仿真。三相对称时的仿真波形图所示为三相对称时的波形图，以其中任意相为例，可以看出负载电流中含有大量的谐波和无功分量。补偿后的电网电压和电流相位相同，只有当负载电流突变时，电网电流才会出现峰值。图三相不对称时的仿真波形图所示为三相不对称时的仿真图，三相电流不对称时含有正序电流负序电流和零序电流，补偿以后三相电流对称，幅值也相等。图三相对称时，负载突然变化时仿真波形图所示是当负载突然发生变换时的仿真波形图，以任意相为例，可以看出当负载发生变换时，负载电流就会突然变大。图本章小结本章对系统进行了建模，并用对系统进行了仿真，通过对三相对称三相不对称以及负载突变这三种情况的仿真，得出补偿前后电网电流变化的仿真波形图，证明了本文设计的控制器的有效性。第章心得体会总算做完了毕业设计，在没有做毕业设计以前觉得毕业设计挺简单但是通过这次做毕业设计发现