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0.必要性
在制作電網(wǎng)無功補(bǔ)償和諧波濾波裝置前，首先需要了解負(fù)載的電氣特性，針對(duì)該負(fù)載配置補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償裝置投入后，對(duì)于補(bǔ)償裝置的運(yùn)行參數(shù)，電網(wǎng)的補(bǔ)償效果以及補(bǔ)償裝置的安全性進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真和校核。使得補(bǔ)償裝置的運(yùn)行滿足國標(biāo)的要求。
由于負(fù)載的多樣性，補(bǔ)償裝置的多樣性，計(jì)算機(jī)仿真涵蓋全部負(fù)載全部補(bǔ)償裝置很困難。通過最基本的晶閘管整流裝置控制的直流負(fù)載仿真，了解仿真技術(shù)的基本原理，基本方法.同時(shí)介紹FC+TCR電路的基本原理和公式。
對(duì)于晶閘管控制的直流機(jī)電路，仿真軟件首先建立負(fù)載運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型，它包括晶閘管觸發(fā)角α，重疊角γ的付氏級(jí)數(shù)展開式的模型[2]，晶閘管觸發(fā)角α，重疊角γ的求法由“可控硅電路”教科書中查出。  
Id:為負(fù)載直流電流;
IL:為負(fù)載交流電流
由此求出包括基波及各次諧波的有功、無功電流。某負(fù)載為例，對(duì)負(fù)載、濾波器、電網(wǎng)仿真結(jié)果與實(shí)測結(jié)果進(jìn)行諧波分析對(duì)照。負(fù)載仿真結(jié)果與實(shí)測結(jié)果進(jìn)行諧波分析對(duì)照(見表1)。
2.2濾波器投入的仿真與實(shí)測對(duì)照
對(duì)于高通濾波器線求出阻抗值在求出導(dǎo)納值 
Yhp：高通濾波器的等效導(dǎo)納
Zhp：高通濾波器的等效阻抗
2.3電網(wǎng)運(yùn)行的仿真與實(shí)測對(duì)照
我們知道，電網(wǎng)有其短路阻抗，即存在電網(wǎng)電抗Xk值，在一定負(fù)載下電網(wǎng)電抗有一個(gè)電壓下降值。當(dāng)濾波器投入后，吸收了 
無功和諧波，使電網(wǎng)總電流下降，由此引起負(fù)載端電壓上升。此上升值使晶閘管觸發(fā)角后移，引起負(fù)載電流變化。這個(gè)變化電流又將影響濾波器電流，基波電流引起電網(wǎng)電壓變化，各次諧波分別作為電流源作用于濾波電路和電網(wǎng)電抗Xk上。諧波電路計(jì)算，依據(jù)線性電路原理，電網(wǎng)的電壓源短路為零，求出各個(gè)濾波回路的電導(dǎo)G和電納B后，各個(gè)電導(dǎo)相加得到總電導(dǎo)，各個(gè)電納相加得到總電納，由總電導(dǎo)、總電納得到總導(dǎo)納，總導(dǎo)納的導(dǎo)數(shù)為總阻抗。In次諧波流過總阻抗產(chǎn)生諧波電壓，諧波電壓加到濾波回路和電網(wǎng)上產(chǎn)生相應(yīng)的諧波電流。濾波器和電網(wǎng)電抗Xk參數(shù)均是頻率的函數(shù)，各次諧波單獨(dú)計(jì)算其在濾波電路及電網(wǎng)電抗Xk上的電流、電壓值，再將數(shù)值進(jìn)行矢量疊加(SQR[∑(I*I)]、SQR[∑(V*V)])，求出其總的電流、電壓值。見電網(wǎng)運(yùn)行的仿真程序框圖。
另外, 在晶閘管控制的負(fù)載停止運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)還有其它負(fù)載在工作，也產(chǎn)生諧波，我們稱之為背景負(fù)載。
表3電網(wǎng)運(yùn)行的仿真與實(shí)測對(duì)照 
這樣，將電網(wǎng)諧波實(shí)測值減去背景負(fù)載電網(wǎng)諧波，再與仿真結(jié)果進(jìn)行比較(見表3)，數(shù)值相當(dāng)，說明我們的仿真結(jié)果是正確的。
2.4諧振仿真
為了避免濾波器與電網(wǎng)發(fā)生諧振或者諧波電流放大，我們專門仿真了諧振曲線。我們知道，諧振時(shí)虛部為零，即電抗為零或電納為零(串聯(lián)諧振或并聯(lián)諧振)。為此我們作出了濾波器與電網(wǎng)系統(tǒng)間并聯(lián)諧振時(shí)電納曲線和對(duì)背景諧波的串聯(lián)諧振時(shí)電抗曲線，(見圖3)。圖中橫坐標(biāo)刻度線為50Hz的1,2,3…倍頻率。凡曲線在某個(gè)倍頻過零點(diǎn)時(shí)(即與刻度線相交)表示在某次諧波可能發(fā)生諧振, 若未過零點(diǎn)時(shí)(即與刻度線不交)，則說明不會(huì)發(fā)生諧振，系統(tǒng)是安全的。曲線1是濾波器與電網(wǎng)系統(tǒng)間并聯(lián)諧振時(shí)電納曲線，橫坐標(biāo)上 
圖3 仿真諧振曲線圖
3. FC+TCR電路
TCR電路導(dǎo)通角 和無功功率QTCR的計(jì)算公式如下： 
式中， 為TCR電路的觸發(fā)角;U為電網(wǎng)線電壓。
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