基于变流器的补偿装置获得广泛的应用。目前世界上像ABB、西门子、阿尔斯通等著名大公司都推出了自己的此类型的产品。同时我国清华大学也研制了基于变流器的20MvarSTATCOM准装置，目前正在河南电力系统运行。
2003年8月14日美国东部大停电事件进一步的使人们意识到电力系统稳定性的重要性，特别值得我们注意的是相控技术、脉宽调制技术和四象限变流技术相结合，产生的柔性交流输电系统—FACTS。其中FACTS的多个类型都具有谐波抑制和无功补偿能力，代表着今后的研究和使用方向。而出于环境和可持续发展战略考虑，基于新能源(如风能、太阳能等)的技术正在得到广泛的关注和逐步的应用。
我们要知道电力电子器件技术本身高速发展，未来的功率器件开关容量会逐步升高，价格则相应下降，而利用有源滤波器的谐波抑制和FACTS技术的无功功率补偿将成为未来电力自动化系统的主流。而如何充分利用系统原有电容、电抗和变压器设备与新技术相融合，也将是一个十分重要的研究课题。
根据连接方式不同，无功功率补偿可以分为并联补偿、串联补偿和混联补偿三种。而由于并联补偿方式接入和切除都很方便，因此，在电力系统中得到最为广泛的应用。以下是并联补偿具有的特点：
⑴ 并联补偿只需要电力系统一个节点，并联补偿的另一个为大地或悬空的中
性点，因此并联装置可以容易地接入电力系统。
⑵ 并联补偿不会改变电力系统结构，接入方式简单，可以将并联补偿接入造
成的影响尽量减小到最小，许多情况下可以做到无冲击投入运行和无冲击退出运行。
⑶ 由于电力系统本身具有较大的短路容量，并联补偿装置与接入点的短路容
量相比通常较小，因此并联补偿对节点的控制能力通常较弱，它主要通过注入或吸收电流改变系统中的电流分布。因此并联补偿装置适应于补偿电流，对于电压的补偿能力相对较弱。
⑷ 由于并联补偿中能控制接入点的电流，而电流进入电力系统后如何分布系
统本身确定，因此并联补偿产生补偿效果后通常可以使附近的区域受益，适合于电力部门采用，而串联补偿可以针对特定用户，因而对特定用户的补偿采用串联补偿更加合适。
⑸ 并联补偿装置需要承受全部的节点电压，而输出电流要么是后所承受的电
压决定的，要么是可以控制的。因此并联补偿装置通常受系统电压的限制。
通过并联补偿可以方便地向系统注入或吸收无功功率或者有功功率，控制电力系统无功功率的平衡。并联系统在实际中的广泛应用，将大大提高电力系统的安全稳定性，供电可靠性和运行效率，同时大大提高电能质量。但由于并联补偿装置也存在很多形式，对此，我们对并联补偿做更进一步的分类。
⑴ 根据并联补偿装置器件分类：
① 机械投切阻抗装置：如断路器投切电抗器、电容器； ② 晶闸管投切阻抗装置：如SVC等；
③ 基于变流器的可控型有源补偿装置：如APF等。
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⑵根据补偿对象不同无功补偿技术分类： ① 负荷补偿装置；
② 系统补偿装置。
⑶根据补偿的反应速度分类：
①静态补偿装置：如同步调相机等；
②动态补偿装置：如TSC补偿装置等。
在实际情况中，大多数都是感性负载，需进行大量的无功补偿。电力企业通常采用并联电容器的方法进行补偿。然而并联电容器可以安装正在全系统的各个点上，根据安装位置的不同，得到的效果也就不同。以下是几种不同位置补偿方式介绍：
⑴就地补偿
它就是根据个别用电设备对无功功率的需求量将单台或多台电容器组分散地与用电设备并联。其特点是：用电设备运行时，无功功率补偿投入，用电设备停止运行时，补偿设备也退出，因此不会造成无功功率倒送；同时还具有投资少、占地小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。
个别补偿分为低压个别补偿和高压个别补偿。低压个别补偿适用于补偿个别大容量且连续运行的无功功率消耗。其特点在于补偿效益大，不仅能减少高压线路中的无功功率，同时也减少了低压线路中的无功功率，减少电器设备的容量和导线的截面，降低电能的损耗。但对于不经常使用的设备，所安装的无功功率补偿器利用率很低，大量低压设备没有安装或不适宜安装补偿器而引起的电能损耗得不到有效改善。而采用高压个别补偿除了具有低压个别补偿的优点外，而且更能有效地降低设备启动的冲击性，减少变压器容量裕度。
⑵集中补偿
集中补偿是指并拢电容器接在汇流母线上，根据母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。其优点是方便安装，有利于控制电压水平，且易于实现自动投切、运行可靠、利用率高、维护方便、能减少配电网和用户变压器的无功负荷和电能损耗；其缺点在于当设备不连续运转或轻负荷，又无自动控制装置时，会造成过补偿，使运行电压抬高，电压质量变差，因此，补偿装置需要较频繁投切；不能减少电力用户内部各配电线路的无功负荷补偿和电能损耗。
集中补偿同样可分为低压集中补偿和高压集中补偿。低压集中补偿是根据低压母线上的无功负荷而直接控制低压无功功率补偿装置的投切。此时由于电容器的投切是按组进行，并不能做到平滑调节。特点是接线简单、运行维护工作量小、无功功率就地平衡，从而提高配变电利用率，降低网损，具有较强的经济性，是目前无功功率补偿中最常用手段之一。而高压集中补偿一般直接装在6~10kV高压母线上。主要特点：在减少高压母线线路的无功功率损耗的同时，提高本变电所的供电电压质量；可根据负荷的大小自动投切，从而合理地提高了用户的功率因数，避免功率因数降低导致电费的增加；提高供电能力、减少线损稳定电压。但这种补偿方式只能补偿高压母线前面所有线路上的无功功率，而高压母线后面的无功功率得不到补偿。
⑶分组补偿
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分组补偿方式基本集中安装在变压器低压侧的母线或输电线路中，减少了电力系统到用户线路上的高线线损和变损，克服了集中固定补偿容量较大时的涌流过大等问题，并能有效的增大配电线路的供电能力，节电效果好。此外，在低负荷时，可以相应停运数个电容器组，以防止过补，投资较为经济。但是需要人工频繁投切，可能出现投切不及时而到时少补或过补的现象。这种补偿方式具有集中补偿的几乎所有优点，但在无功功率补偿容量和范围相对较小些，效果明显，因而也得到了较为普遍的运用。
⑷混合补偿
混合补偿就是相对于大容量的低压负荷和高负荷采取个别补偿，同时在低压母线或高压母线上安装电容器，集中补偿大容量高低负荷的无功功率需求。这种补偿方式避免了全面个别补偿所带来的安装、控制、保护、运行时的麻烦和无功功率传输距离长、无功功率传输容量大、功率损耗大的缺点，因此在电力系统中，混合补偿在实践中被广泛运用。
⑸随器补偿与跟踪补偿
随器补偿与跟踪补偿是两种不叫特殊的补偿方式，也是目前最有效的手段之一。随器补偿是指将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功功率的补偿方式。其优点在于接线简单、维护管理方便，能限制电网无功功率基荷，使该部分无功功率平衡，从而提高配电变压器利用率，降低网损。
跟踪补偿是指以无功功率补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户母线上的补偿方式。其优点在于运行方式灵活，运行维护工作量小，比随器补偿方式寿命相对延长、运行更可靠。但是控制保护装置复杂，首期投资较大，一般被一些大型用电企业所采用。
1.3 本文所做的工作
本文首先简述了无功功率相关概念以及研究的意义，提出研究无功功率的必要性和重要性。通过介绍无功补偿技术的历史及现状使我们了解未来的发展趋势，让我们把握住主流技术，重点讲述TSC静止补偿技术提高系统电压。
1 阐述无功功率补偿的目的、意义与国内外研究现状，说明无功功率与系统电压变化的关系。
2 TSC型静止无功补偿器的基本结构与工作原理。
3 TSC静止无功补偿器稳定系统电压，减少波动的研究。 4 用MATLAB对TSC静止无功补偿进行仿真，分析波形图。 5 总结全文。
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2 TSC型静止无功补偿器的基本结构与工作原理
2.1 TSC 的基本原理 2.1.1 晶闸管的接线方式
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造成的冲击电流，有时这个小电感并不画出来。晶闸管通常有两种接线方式：2个晶闸管反并联和1个晶闸管和1个二极管反并联。两者都是投切电容器的开关，所不同的是，前者晶闸管承受最大反向电压低，为电源电压峰值，但投资较大，控制复杂；后者投资小，控制简单，但晶闸管承受的最大反向电压高，为电源电压峰值的2倍，所以在选择使用哪种连接方式时，应根据技术、经济比较来确定。
2.1.2 TSC电压-电流特性
本文采用如图2-1 所示的晶闸管和二极管反并联的结构，为便于分析，以单相为例如图2-1a）所示。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，如图2-1c）中的0A所示。
图2-1 TSC基本原理
在实际应用中，一般电容器三相(如图 2-1b 所示)，每一相都可由晶闸管投切，这样就可以根据实际的无功需求投切相应组数的电容器，也可以说TSC 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使图 2-1c 中的 0A、0B 或 0C。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，常见的分组方法有等容分组和不等容分组 2 种。前者易于实现自动控制，但补偿级差大，后者利用较少的分组就可获得较小的补偿级差，但不易控制。在实际中也有采用二者的折中，例如采用 n-1 个电容值均为 C 的电容，和一个电
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容值为 C/2 的电容，这样系统从零到最大补偿量的调节则有2n级。
TSC 系统应用形式非常灵活，可按电压等级划分和按补偿对象划分。按电压等级划分：低压补偿，该补偿方式适用于 1kV 及其以下电压的补偿；高压补偿，即 6-35kV的补偿。按补偿对象划分为：面向系统补偿，该补偿方式是维持系统电压在一定的范围内变化，该补偿方式一般为高压补偿方式；面向负荷补偿，该方式直接针对某一负荷进行补偿。
2.2 TSC主电路选择和拓扑结构
2.2.1 晶闸管和电容器的连接方式
TSC的主电路按照晶闸管和电容器的连接方式，可以大致分为 4种类型: 星形有中线、星形无中线;角外接法、角内接法。其中前两者统称为星形接法，后两者统称为三角形接法。
(1)星形有中线
这种接法优点在于，晶闸管电压定额降低，可以进行分相投切；但由于中线存在，对二倍次谐波无抑制作用，所以晶闸管电流定额增大，因此该接线方式适合系统电压波形畸变率很小且电网负荷三相不平衡的情况。为了限制涌流和抑制谐波，通常在中线上加装限流电抗器(见图 2-2a)。
(2)星形无中线
与星形有中线相比，该接线方式由于取消了中线，对三倍次谐波有抑制作用，对系统无污染；但需两相电容才能形成回路，不能进行分相投切，因此，该方式适合补偿电网负荷三相不平衡的情况(见图2-2b)。
(3)角外接法
晶闸管处于电容器三角形的外部。按照电工理论中的“△—Y”变换原理，在电容器总容量相等的情况下，角外接法和星形无中线对外电路所表现的特性都是一样的。实际中，多采用三角形接法。角外接法对三倍次谐波也有抑制作用；与角内接法相比，体积小，但不易控制，投切时暂态过程较长。适合于三相平衡负载(见图2-2c)。
(4)角内接法
晶闸管处于电容器三角形的内部。该接法对系统无污染，相对另外 3 种接法，晶闸管电流定额小，只有相电流的 58%，但晶闸管电压定额较大(见图2-2d)。
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