控制闭环即可；而若要补偿三相电流的不平衡，则需分别检测出三相电流中的非正序成分，采用三相分相单独触发的控制方法，来产生不平衡的三相补偿电流。
此外，控制系统中还可以包括各种保护功能，如限制补偿器的运行范围、过电流保护、谐波电流限制等等，以及各种特殊控制功能，如手动控制与自动控制的切换、自动增益调整、频率补偿等等[108]，还应包括对与TCR配合使用的MSC或TSC的相应控制功能，这些都不再详述。
5.2.4 动态性能及动态过程分析
根据期望补偿器所具有功能的不同，对补偿器的动态性能有不同程度的要求。补偿器动态性能的好坏，对补偿器能否真正实现其预定功能具有极其重要的意义。
补偿器功能不同，其动态性能所包含的具体内容也不尽相同，但不外乎都是指补偿器针对某种参考量的突变、突加的小扰动、或者可能使补偿器超出正常运行范围的大扰动或故障的时域响应性能。对以改善电压调整为目标的输电补偿来讲，就具体包括突加电压参考量、无功负荷突变（包括小扰动和大扰动）、系统短路电抗突变、单相或三相故障以及补偿器过电流故障等项目的系统电压时域响应性能。其中对各种扰动（包括负荷突变和系统短路电抗突变等）的动态响应性能，是补偿器在正常工作状态下最受关注的性能指标。对这些动态调节过程，常常可以用前面介绍过的求系统负载线与补偿器电压—电流特性交点的方法加以分析。下面就以用于改善电压调整的TCR+FC型补偿器（下面简称为TCR）为例，对其受扰动时的动态调节过程进行分析。
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F b a V c G B D A 导通角?a l2 l1 导通角?c O IL I
IC 图5-20 TCR补偿器对扰动的动态调节过程
如图5-20所示，TCR补偿器的电压—电流特性为图中O-A-B-D段，而扰动前系统负载特性为l1，二者交于a点，也就是扰动前系统的工作点。补偿器特性上a点对应的晶闸管导通角为?a，因此a点也可以看成是导通角为?a时补偿器等效感抗的伏安特性OF与系统负载线的交点。假设在某一时刻电力系统突然受到扰动，如无功负荷突然减小，造成系统负载线突然从l1上升至l2，则在这一时刻，由于补偿器还未来得及调整，其晶闸管导通角仍为?a，因此系统的工作点将从a点移至b点，也就是导通角为?a时补偿器等效感抗的伏安特性与系统负载线l2的交点。随后，由于补偿器控制系统的检测与调节作用，使晶闸管导通角增大至?c，最终将使系统稳定运行在c点，即补偿器特性与l2的交点，或者说导通角为?c时补偿器等效感抗的伏安特性OG与l2的交点。
在这一动态调节过程中，系统电压的最高值出现在b点，也就是突加扰动后的时刻，随后随着补偿器的调节使系统电压恢复到稳定值。如果补偿器控制系统参数设计适当的话，这个动态调节过程可以在1～2个周波内完成。动态性能较好的补偿装置甚至可能不会到达b点就很快移至c点。图5-21示出了某一TCR装置在一模拟电力系统当中对负荷阶跃变化的动态响应实验结果[111]
。图中给出了系统电压、电压检测电路的输出、负荷电流以及控制电路中电压调节器的输出波形。在图中所示的某一时刻负荷电流突然减小，可以看出，由于检测电路的迅速反应，以及控制电路的及时调节，使得系统电压在约1.5个周波内即恢复了正常。
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图5-21 TCR补偿器对负荷阶跃变化的动态响应[111]
5.3 晶闸管投切电容器TSC 5.3.1 基本原理
V IC O IL I
抑制冲击电流 的小电感 I A B C V
图5-22 TSC的基本原理
a） b） c）
a）单相结构简图 b）分组投切的TSC单相简图 c）电压—电流特性
TSC的基本原理如图5-22所示。其中图5-22a是其单相电路
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图，其中的两个反并联晶闸管只是起将电容器并入电网或从电网断开的作用，而串联的小电感只是用来抑制电容器投入电网时可能造成的冲击电流的，在很多情况下这个电感往往不画出来。因此，当电容器投入时，TSC的电压—电流特性就是该电容的伏安特性，即如图5-22c中OA所示。在工程实际中一般将电容器分成几组，如图5-22b所示，每组都可由晶闸管投切。这样，根据电网的无功需求投切这些电容器，TSC实际上就是断续可调的吸收容性无功功率的动态无功补偿器，其电压—电流特性按照投入电容器组数的不同可以是图5-22c中的OA、OB或OC。当TSC用于三相电路时可以是Δ接法，也可以是Y接法，每一相都设计成如图5-22b所示的那样分组投切。
电容器分组的具体方法比较灵活，一般希望能组合产生的电容值级数越多越好，但是综合考虑到系统复杂性以及经济性的问题，可以采用所谓二进制的方案，即采用k-1个电容值均为C的电容，和一个电容值为C/2的电容，这样的分组法可使组合成的电容值有2k级。
电容器的分组投切在较早的时候大都是用机械断路器来实现的，这就是机械投切电容器MSC。和机械断路器相比，晶闸管的操作寿命几乎是无限的，而且晶闸管的投切时刻可以精确控制以减少投切时的冲击电流和操作困难。另外，与TCR相比，TSC虽然不能连续调节无功，但具有运行时不产生谐波而且损耗较小的优点。因此，TSC已在电力系统获得了较广泛的应用，而且有许多是与TCR配合使用构成TCR+TSC混合型补偿器。
5.3.2 投入时刻的选取
总的原则是，TSC投入电容的时刻，也就是晶闸管开通的时刻，必须是在电源电压与电容器预先充电电压相等的时刻。因为根据电容器的特性，当加在电容上的电压有阶跃变化时（若电容器投入的时刻电源电压与电容器充电电压不相等就会发生这样的情况），将产生一冲击电流，很可能破坏晶闸管或给电源带来高频振荡等不利影响。
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通常来讲，希望电容器预先充电电压为电源电压峰值，而且将晶闸管的触发相位也固定在电源电压的峰值点。因为根据电容器的特性方程
iC?CdvC dt如果在导通前电容器充电电压也等于电源电压峰值，则在电源峰值点投入电容时，由于在这一点电源电压的变化率（时间导数）为零，因此，电流iC即为零，随后电源电压（也即电容电压）的变化率才按正弦规律上升，电流iC即按正弦规律上升。这样，整个投入过程不但不会产生冲击电流，而且电流也没有阶跃变化。这就是所谓的理想投入时刻。图5-23以简单的电路原理图和投切时的波形对此作了说明。
图5-23 TSC理想投切时刻原理说明
如图所示，设电源电压为eS，在本次导通开始之前，电容器的端电压VC已通过上次导通时段最后导通的晶闸管T1充电至电源电压eS的峰值，且极性为正。本次导通开始时刻取为eS和VC相等的时刻t1，给T2以触发脉冲而使之开通，电容电流iC开始流通。以后每半个周波发触发脉冲轮流给T1和T2。直到需要切除这条电容支路时，如在t2时刻，停止发脉冲，iC为零，则T2关断，T1因未获触发而不导通，电容器电压保持T2导通结束时的电源电压负峰值，为下次投入电容器做了准备。
实际上，在投入电网之前电容电压有时不能被充电到电源电压峰值。这就需要找出在电容充电电压为各种情况下的最佳投入时刻。图5-24给出了各种情况下使暂态现象最小的投入时刻[112]。
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