电网中无功功率的影响很大,它不仅使电网电压下降,影响电压的稳定性,还会使输、配电线路上的有功功率和电能损耗增加,造成大量的电能浪费。因此对系统进行无功补偿,减少输电线路上的无功电流,使系统无功达到平衡一直是电力部门研究的重点之一。随着用电设备对无功功率的需求日益增大,电网中无功功率的分布越来越复杂,对无功功率补偿技术的要求也越来越高,传统的无功功率补偿技术越来越不能满足当前的需要。本文首先讲述了无功功率补偿技术的研究目的和意义,介绍了无功功率补偿技术的研究现状和发展方向,并对不同时期的无功功率补偿装置做了各方面的比较。然后论述了传统的无功功率理论与瞬时无功功率理论,提出了以瞬时无功功率理论为基础的晶闸管投切电容器(TSC)技术,并重点讲述了TSC型无功功率补偿技术的原理和投切时刻。TSC型无功功率补偿装置是静止无功补偿器(SVC)的一种,是低压无功补偿的首选方式,它本身不产生谐波、控制灵活、损耗小、运行维护费用低、可靠性高。同时对无功功率补偿方案进行了设计,本设计中采用低压集中补偿方式,电容器为不等容分组,接线方式运用星形连接,在投切控制方式上,采用电压-无功功率复合控制的策略,避免了投切判定单一带来的投切振荡问题。本文在控制方面采用模块化设计,包括电参数采样模块、信号前置处理模块、人机交换模块、电容器投切模块。该控制器在硬件上采用STC89C52单片机为主要控制单元,在电参数转换方面,采用AD公司的AD536A真有效值芯片,它的最大特点是能将输入信号高精度的转换成对应的直流有效值信号,从而减少了主控芯片的资源占用情况。除此之外本文还给出了大量的硬件原理图和程序流程图。最后,除了在理论上对TSC型无功补偿装置进行论证外,还利用MATLAB仿真软件对其进行了仿真研究,结果表明该装置测量数据精确,电容器投切准确迅速,补偿效果明显,基本满足了低压无功功率补偿的需求。文章的最后还为将来的设计研究提出了展望。