⑸系统频率及其导数等等。
应当注意的是，控制当中需要的信号是反映以上这些量有效值或幅度大小的直流信号，因此往往需要对传感器所得的信号作进一步的处理。
例如，对系统电压，实际需要的是能反映系统电压有效值大小的直流信号。所以，对从电压互感器检测出来的三相电压信号常采用的进一步处理方法有：整流、取平均值、取方均根值、取正序分量、滤波等等。图5-12示出了用于60Hz系统电压检测的典型电路方框图[110]。其中的90Hz带阻滤波器是为了滤去可能产生系统谐振的谐波，而60、120、360Hz带阻滤波器则是用来滤去整流的特征谐波以及由于可能的三相不平衡引起的谐波的。
图5-12 用于60Hz系统电压检测的典型电路方框图[110]
最近，根据瞬时无功功率理论进行信号检测的方法也应用到了SVC的控制系统当中，本书第6章中将有详细论述。
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5.2.3.2 触发脉冲的产生
如果采用锯齿波作为触发电路的同步信号，或者采用数字控制电路，则触发电路的控制信号与触发控制角?以及晶闸管导通角?都是线性关系，但是，触发控制角（或晶闸管导通角）与补偿器实际的等效电纳之间却并不是线性关系。从第3章中3.3节的分析可知，TCR电流的基波分量与晶闸管导通角之间的关系为
I1???sin?V （5-8） ?XL其中V为系统电压，XL为与晶闸管串联电抗的大小。因此，TCR的等效电纳即为
BL???sin???sin? （5-9） ?BLmax?XL?其中等效电纳最大值为BLmax=1/XL。可见，导通角?与TCR等效
电纳之间是非线性的关系。将其绘成曲线，如图5-13所示。
图5-13 导通角?与TCR等效电纳BL之间的非线性关系
为了克服这种非线性的影响，通常在触发电路的输入端与触发脉冲形成环节之间插入一个非线性环节，以补偿导通角与实际
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等效电纳之间的非线性，如图5-14所示。这个插入的非线性环节被称为线性化环节。其具体实现方法非常灵活，在数字控制电路中可以根据式（5-9）采用查表的方法实现，在模拟控制电路中的实现方法可参阅文献[103]。控制电路输出的控制信号一般是补偿器等效电纳的参考值Bref，因此，线性化环节的插入实现了等效电纳的参考值Bref与实际值BL之间的线性关系。 控 制 Bref 电 路 线性化环节 触发脉冲形成环节 触发控 制电压 K2 ? BLmax(??sin?)BL ?触 发 电 路 输出 TCR主电路 输出 输入 输入
图5-14 触发电路前端的线性化环节及其功能
5.2.3.3 控制方法
开环控制的策略相对较简单，多用于负荷补偿，例如检测负荷无功功率，来控制TCR产生相等的无功功率，从而使电源供给的无功功率为零，以达到功率因数校正或改善电压调整的目的。
闭环控制的策略较为复杂，下面就以闭环控制为主，以改善电压调整的功能为例，介绍具体的控制方法。
根据控制理论的基本原理，要得到稳定的电压，必须引入电压的负反馈控制。图5-15就给出了电压闭环的控制方法示意图。它通过检测到的系统电压V与系统电压参考值Vref的比较，由其偏差来控制系统的运行。其调节器一般为比例调节器。显然，TCR电压—电流特性在电压轴上的截距由电压参考值Vref决定，而该特性的斜率由闭环系统的开环放大倍数决定，因而改变比例调节器的放大倍数就可以改变电压—电流特性的斜率。而补偿器的动态特性和稳定性则由闭环系统的开环放大倍数和时间常数共同来决定。
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Vref V 比例 调节器 线性化 环节 触发和 TCR主回路 电网 反应 V 图5-15 只有电压反馈的控制方法示意图
为了改善控制性能，可以在此基础上再引入补偿电流ISVC的反馈。一种方法是在电压反馈构成的外闭环之内再引入电流环的负反馈控制，以提高控制精度，如图5-16所示。这样，控制系统中就有两个调节器──电压调节器和电流调节器。如果电流调节器的放大倍数足够高，或者采用有积分作用的调节器，则电流偏差就可以忽略，甚至基本为零。因此补偿电流将完全由电压调节器的输出信号决定，而与其它因素无关。补偿器电压—电流特性的斜率则仍由电压调节器的放大倍数决定。
V ref V 电压 Iref 调节器 电流 调节器 线性化 环节 触发和 TCR主回路 电网 反应 V ISVC ISVC 图5-16 带电流内环的电压反馈控制方法示意图
图5-17给出了另一种引入补偿器电流反馈的方法。在这种情况下，调节器一般设计成具有积分作用，因而稳态时电压偏差为零，可实现对电压的精确控制。而引入的补偿器电流反馈实际上相当于根据补偿器无功电流的大小对电压参考值的修正。因此，实际上电流反馈通道的增益是用来决定补偿器电压—电流特性斜率的。而整个补偿器的动态性能是由调节器的积分增益以及系统的时间常数决定的。图5-18给出了采用这种电流反馈形式的一个TCR控制系统框图。 Vref kISVC 反馈增益k ISVC 调节器 线性化 环节 触发和 TCR主回路 电网 反应 V V 图5-17 具有附加电流反馈的电压反馈控制示意图
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滤波 整流 滤波 整流 PT CT PI +10V +10V 自动 手动 线性化 脉冲形成 自动运行手动运行参考电压 参考电压 TCR FC
图5-18 TCR控制系统一例
以上的介绍都是以电压调整功能为例，实际上将这些控制方法稍加修改或补充，就可以使静止补偿器的功能扩展到无功功率动态补偿所能实现的其它一些功能范围。象图5-19所示的那样，这些功能可以有自己的调节器，它们通过对有关物理量的检测有效地修正电压控制环的参考电压，成为附属于电压控制的功能。例如，要增加对输电线传输的无功功率的控制功能，则要检测传输的无功功率大小并与参考量比较；若要加入阻尼功率振荡，维持电力系统稳定的功能，则可以将传输线输送的有功功率及其变化量，或者系统频率及其导数作为检测量。
有关被测物理量 其它功能 ?Vref kISVC 调节器 Vref V 去电压调节器
图5-19 补偿器多种控制功能的实现
在有些场合，某种特殊功能可能取代电压控制功能而成为主要功能，或者要求采用特有的检测和控制方法，因而控制系统可能并不包含电压闭环。例如，以功率因数校正为主要目标的负荷无功功率补偿，可以采用如前文所述的开环控制，也可以与闭环控制相结合，加一个响应速度较慢的总无功功率或功率因数反馈
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