本发明涉及静止无功补偿器性能测试方法领域，具体是一种面向大容量冲击负荷的TCR型SVC动态响应性能试验方法。
背景技术：
随着国民经济的迅速发展，大量新型负载不断涌现，特别是电力电子技术的广泛应用，使得电力负荷结构和特性发生了巨大变化。目前，电力系统中存在大量非线性冲击型负荷，如交流电弧炉、连轧机组、大功率焊机、港口起重机、煤炭提升机及大型变流机组等。这些非线性、冲击型和不对称负荷产生冲击性无功功率和谐波电流注入电网，使公用电网的电压波动和闪变、三相不平衡以及谐波污染日趋严重，大大降低了电能质量。另一方面，现代工业的发展对提高供电的可靠性和电能质量提出了比传统工业更高的要求。机器人、自动生产线、精密加工设备、计算机信息系统等得到日益广泛使用，这些设备对电源的波动和各种干扰十分敏感，任何电能质量的恶化都可能会导致生产停滞或产品质量的下降，从而造成重大损失。
在各类无功补偿及谐波抑制设备中TCR(ThyristorControlledReactor,晶闸管控制电抗器)+FC(FixedCapacitor,固定电容器组)型SVC(StaticVarCompensator,静止无功补偿器)是其中性价比相对较高的一种，得到了广泛应用。它能够自动跟踪负荷的运行变化，通过连续控制晶闸管的导通角来快速调整并联电抗器的输出容量，对提高负荷的功率因数、稳定和平衡系统电压、抑制流向系统的谐波电流、平衡不对称三相负荷等有显著效果。
专利《直挂式动态无功发生装置响应波形检测装置及检测方法》公开了一种在电网中所接入的动态无功发生装置对扰动源的响应波形的检测装置及检测方法，通过断路器将集点线路切断，通过录波器完成响应电流波形和响应电压波形的采集。
技术实现要素：
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
面向大容量冲击负荷的TCR型SVC动态响应性能试验方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、分析试验对电能质量的影响，确定投切方案：
在测试面向大容量负荷的TCR型SVC动态响应性能前，首先分析高压同步断路器或其他开关设备在电流过零点情况下切除滤波次数最高的某条或同一断路器下某几条滤波补偿支路时，对电力系统公共连接点PCC电能质量的影响，考虑的指标包括电压波动指标、注入公共连接点的谐波电流指标和谐波电压指标，其中：
PCC电压波动可采用以下公式进行估算：
d=U2/UN2×QFCQS,]]>
式中，d为PCC电压波动率，U为TCR型SVC实际运行电压，UN为TCR型SVC额定电压，QFCQ为切除的滤波补偿支路额定电压下的基波补偿容量，S为PCC短路容量；
注入公共连接点的谐波电流指：无大容量冲击负荷时TCR型SVC因切除滤波补偿支路，且不考虑剩余滤波补偿支路分流，流入PCC的TCR各次谐波电流，可采用下式对谐波电流最大值进行估算：
Ih=UωL×ηh×UNUS,]]>
式中，U为TCR型SVC实际运行电压，ω为系统角频率，L为TCR额定电感值，ηh为TCR各次谐波电流最大含量，参见表1，UN为TCR型SVC额定电压，US为PCC额定电压，
表1TCR各次谐波电流最大含量
PCC谐波电压指：无大容量冲击负荷时上述流入PCC的TCR各次谐波电流因系统阻抗引起的谐波电压，可采用下式对谐波电压最大值进行估算：
Uh=3Ih×h×US2S,]]>
式中，Ih为流入PCC的TCR各次谐波电流最大值，h为谐波次数，US为PCC额定电压，S为PCC短路容量，各次谐波电压含有率和电压总畸变率可按照国标进行计算；
(2)、计算目标无功值及TCR响应下限值：
FC滤波补偿支路的基波补偿容量是根据负荷性质和补偿目的而选定，为了在轻负荷或空载时不发生过补现象，对大容量冲击负荷而言通常选择TCR等于FC基波补偿容量，即QTCR-QFC，因此TCR目标无功值可采用下式进行计算：
QTCRT=U2/UN2×(QFC-QFCQ),]]>
式中，QTCRT为TCR目标无功值，U为TCR型SVC实际运行电压，UN为TCR型SVC额定电压，QFC为所有滤波补偿支路额定电压下的基波补偿容量，QFCQ为切除的滤波补偿支路在额定电压下的基波补偿容量；
32π-2β+sin2βπQTCRT×(1+10%)U2ωL=1,]]>
式中β为TCR触发角响应下限值，U为TCR型SVC实际运行电压，QTCRT为TCR目标无功值，ω为系统角频率，L为TCR额定电感值；
(3)、布置试验测点，同步采集所需信号：
在系统母线、总进线、切除的滤波补偿支路馈线、TCR环内互感器二次侧布置试验测点，通过录波仪或电能质量分析仪及其配套的电压、电流探头同步测量母线电压、总进线电流、切除的滤波补偿支路馈线电流、TCR相电流；
(4)、获取TCR实际触发角，完成响应性能试验：
所述的面向大容量冲击负荷的TCR型SVC动态响应性能试验方法，其特征在于：步骤(1)中，因为TCR型SVC补偿对象是大容量冲击负荷，采用幅值较小的无功阶跃进行试验不能真实地反映该装置的动态响应性能，所以在满足条件的情况下，需一次性切除尽量多的基波补偿容量。
所述的面向大容量冲击负荷的TCR型SVC动态响应性能试验方法，其特征在于：步骤(3)中，为了保证动态响应性能试验的准确性，选用精度0.2s级以上的电压互感器、电流互感器及电压、电流探头，准确度等级为A级的录波仪或电能质量分析仪。
本发明的有益效果在于：
(1)试验对电力系统影响可预判，且较小；
(2)试验测点布置简便，实际可操作性强；
系统母线电压、总进线电流、滤波补偿支路馈线电流、TCR相电流互感器通常是TCR型SVC装置必备的测量设备，在上述设备二次侧临时加装录波仪或电能质量分析仪及其配套的电压、电流探头即可完成测点布置，接线方便简单、实际可操作性强。
(3)采用直接测量法，误差小、精度高；
动态响应性能的评价依据电压、电流等直接测量量，不依赖于无功功率等间接测量量，本领域工程技术人员按照本案所述方法采用通用仪器即可完成采集和测量，无需附加无功实时算法及其专用检测仪器，具有测量误差小、分析精度高、算法简明等优点。规避了FFT及其滑窗无功等算法基于周期平均值定义及时域分辨率低等问题。克服了瞬时无功功率物理意义不明确，算法相对繁复，精度易受电网参数和采样方式影响等弊端。
(4)阶跃信号标准，曲线变化及其时刻清晰明确；
附图说明
具体实施方式
下面通过对实施例的描述，帮助本领域技术人员对本发明的构思、方案有更完整和准确的理解。具体实施步骤如下：
(1)分析试验对电能质量的影响，确定投切方案
分析高压同步断路器QF2在电流过零点时切除H7、H11滤波补偿支路对电力系统公共连接点(PCC)电能质量的影响，主要包括：电压波动、注入公共连接点的谐波电流和谐波电压等指标。
PCC电压波动采用以下公式进行估算：
式中，d为PCC电压波动率，U＝67.9kV为TCR型SVC实际运行电压，UN＝66kV为TCR型SVC额定电压，QFCQ＝46.46Mvar为切除的滤波补偿支路额定电压下的基波补偿容量，S＝1700MVA为PCC短路容量。
注入公共连接点的谐波电流本案仅指：无大容量冲击负荷时TCR型SVC因切除滤波补偿支路，且不考虑剩余滤波补偿支路分流，流入PCC的TCR各次谐波电流，采用下式对各次谐波电流最大值进行估算：
式中，U＝67.9kV为TCR型SVC实际运行电压，ω＝314.16为系统角频率，L＝208mH为TCR额定电感值，ηh为TCR各次谐波电流最大含量，参见表1，UN＝66kv为TCR型SVC额定电压，US＝115kV为PCC额定电压。由计算结果可见IS超过国标限值，应进行更为准确的谐波分析和计算，因为实施例TCR触发角上限值为118°，对应谐波电流含量3.39％，IS修正为20.22A，符合国标要求。
PCC谐波电压本案仅指：无大容量冲击负荷时上述流入PCC的TCR各次谐波电流因系统阻抗引起的谐波电压，采用下式对谐波电压最大值进行估算：
PCC电压总谐波畸变率为THDu＝1.99%＜GB限值2%
(2)计算目标无功值及TCR响应下限值
为了在轻负荷或空载时不发生过补现象，本实施例TCR等于FC基波补偿容量，即QTCR＝QTC＝83.21Mvar。因此TCR目标无功值采用下式进行计算：
QTCRT=U2/UN2×(QFC-QFCQ)=38.90Mvar]]>
式中，QTCRT为TCR目标无功值，U＝67.9kV为TCR型SVC实际运行电压，VN＝66kV为TCR型SVC额定电压，QFC＝83.21Mvar所有滤波补偿支路额定电压下的基波补偿容量，QFCQ＝46.46Mvar为切除的滤波补偿支路额定电压下的基波补偿容量。
式中β为TCR触发角响应下限值，U＝67.9kV为TCR型SVC实际运行电压，QTCRT＝38.90Mvar为TCR目标无功值，ω＝314.16为系统角频率，L＝208mH为TCR额定电感值。
(3)布置试验测点，同步采集所需信号
在系统母线、总进线、切除的滤波补偿支路馈线、TCR环内互感器二次侧布置试验测点，通过PW3198日置电能质量分析仪及其配套的电压夹、电流钳同步测量系统母线电压U1、总进线电流I1、切除的滤波补偿支路馈线电流I2、TCR相电流I3，如图1所示。