隨著國民經濟的發展和現代化技術的進步，電力網負荷急劇增大，對電網感性無功要求也與日懼增。特別是如可逆式大型軋鋼機、煉鋼電弧爐等沖擊負荷、非線性負荷容量的不斷增加，加上普遍應用的電力電子和微電技術，使得電力網發生電壓波形畸變，電壓波動閃變和三相不平衡等，產生電能質量降低，電網功率因數降低，網絡損耗增加等不良影響。近年發展起來的靜止型無功補償裝置(static var compensator，下簡稱SVC)是一種快速調節無功功率的裝置，已成功的應于冶金、采礦和電氣化鐵路等沖擊性負荷的補償上。而晶閘管控制電抗器型(稱TCR型)SVC用晶閘管控制線性電抗器實現較快、連續的無功功率調節，由于它具有反應時間快(5~20ms)，運行可靠，無級補償、分相調節，能平衡有功，適用范圍廣和價格便宜等優點。TCR裝置還能實現分相控制，有較好的抑制不對稱負荷的能力，因而其應用最廣。尤其是在冶金行業中，使用例子也最多。
TCR＋FC型SVC是SVC裝置最主要的型式，它的基本構成包括：閥組、冷卻系統、相控電抗器、控制系統、濾波器組。其中控制系統是SVC裝置的核心，SVC補償功能的實現、安全穩定的運行、與其它設備的協調以及人機交互都是靠控制系統來實現的。
1. TCR+FC 型SVC 系統的組成及控制原理
TCR+FC 型SVC 系統的組成如圖1 所示，一般由TCR、濾波器(FC)及控制系統組成。通過控制與電抗器串聯的兩個反并聯晶閘的導通角，既可以向系統輸送感性無功電流，又可以向系統輸送容性無功電流。該補償器響應時間快(小于半周波)，靈活性大，而且可以連續調節無功輸出，缺點是產生諧波，但加上濾波裝置則可以克服。
圖1 TCR+FC 型SVC 系統的組成
2. SVC 控制系統設計
使用SIMATIC TDC（SIMATIC 技術和驅動控制，SIMATIC Technology andDrives Control）自動系統，可以實現極為復雜的閉環控制和廣泛的通訊任務。極其適用于軋鋼廠或鋼鐵廠等工廠應用。SIMATIC TDC 是一種領先技術的子機架系統（基于機架的系統），可最多安裝21 塊模塊。獨特的組態方式，所需計算性能、數字量、模擬量、增量編碼器和絕對值編碼器以及串行接口可以根據應用的需求相互組合。通過使用一個高性能的64 位背板總線，將SIMATICTDC 子機架中的所有模塊相互連接，可實現一個絕對高效的同步的多處理器系統。
圖2 SIMATIC TDC 控制系統
SIMATIC-TDC 采用的是實時操作系統(固定時隙25μs)，采樣速度很快(最短100μs)，強大的循環處理，高達5 種采樣時間(T1~T5)。能夠進行處理周期性中斷(T0)和非周期性中斷(I1~I8 八級中斷)任務。基于基本采樣時間T0，可以定義5種采樣時間的周期中斷任務(T1~T5)以處理不同實時性要求的任務。
基于SIMADYN-D/SIMATIC-TDC 的SVC 控制系統以SIMADYN-D/SIMATIC-TDC為核心，閥基電子單元(VBE)采用DSP+CPLD 來實現對于SVC 系統的高速控制。
SIMADYN-D/SIMATIC-TDC 實現的主要任務：
·進行信號的采集和處理.
·實現SVC 的控制算法.
·實時計算TCR 觸發角.
·實現SVC 系統的開停機控制.
·實現晶閘管冷卻系統的監控.
·對晶閘管狀態進行監控. 對微機保護裝置進行通信.
·對主電路進行監控。
SIMATIC-TDC 采用雙CPU 結構，實現SVC 控制系統的功能。圖3 為SVC 控制系統結構示意圖。
圖3 SVC控制系統示意圖
圖4 SVC控制原理圖
將SIMATIC-TDC 應用于SVC 控制系統可以大大提高SVC 裝置的性能和可靠性,同時該控制系統結構簡單合理、可以實現多種復雜的控制算法的高速運算、提高系統的響應速度。
3. 應用案例天津津濱輕軌有限公司、首鋼秦皇島板材有限公司、青島四方-龐巴迪-波爾鐵路運輸設備公司等多項實際SVC 工程的應用證明該方案的可行性和實用性。
