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0.必要性
在制作電網(wǎng)無功補償和諧波濾波裝置前，首先需要了解負載的電氣特性，針對該負載配置補償裝置，補償裝置投入后，對于補償裝置的運行參數(shù)，電網(wǎng)的補償效果以及補償裝置的安全性進行計算機仿真和校核。使得補償裝置的運行滿足國標的要求。
由于負載的多樣性，補償裝置的多樣性，計算機仿真涵蓋全部負載全部補償裝置很困難。通過最基本的晶閘管整流裝置控制的直流負載仿真，了解仿真技術的基本原理，基本方法.同時介紹FC+TCR電路的基本原理和公式。
對于晶閘管控制的直流機電路，仿真軟件首先建立負載運行的數(shù)學模型，它包括晶閘管觸發(fā)角α，重疊角γ的付氏級數(shù)展開式的模型[2]，晶閘管觸發(fā)角α，重疊角γ的求法由“可控硅電路”教科書中查出。  
Id:為負載直流電流;
IL:為負載交流電流
由此求出包括基波及各次諧波的有功、無功電流。某負載為例，對負載、濾波器、電網(wǎng)仿真結(jié)果與實測結(jié)果進行諧波分析對照。負載仿真結(jié)果與實測結(jié)果進行諧波分析對照(見表1)。
2.2濾波器投入的仿真與實測對照
對于高通濾波器線求出阻抗值在求出導納值 
Yhp：高通濾波器的等效導納
Zhp：高通濾波器的等效阻抗
2.3電網(wǎng)運行的仿真與實測對照
我們知道，電網(wǎng)有其短路阻抗，即存在電網(wǎng)電抗Xk值，在一定負載下電網(wǎng)電抗有一個電壓下降值。當濾波器投入后，吸收了 
無功和諧波，使電網(wǎng)總電流下降，由此引起負載端電壓上升。此上升值使晶閘管觸發(fā)角后移，引起負載電流變化。這個變化電流又將影響濾波器電流，基波電流引起電網(wǎng)電壓變化，各次諧波分別作為電流源作用于濾波電路和電網(wǎng)電抗Xk上。諧波電路計算，依據(jù)線性電路原理，電網(wǎng)的電壓源短路為零，求出各個濾波回路的電導G和電納B后，各個電導相加得到總電導，各個電納相加得到總電納，由總電導、總電納得到總導納，總導納的導數(shù)為總阻抗。In次諧波流過總阻抗產(chǎn)生諧波電壓，諧波電壓加到濾波回路和電網(wǎng)上產(chǎn)生相應的諧波電流。濾波器和電網(wǎng)電抗Xk參數(shù)均是頻率的函數(shù)，各次諧波單獨計算其在濾波電路及電網(wǎng)電抗Xk上的電流、電壓值，再將數(shù)值進行矢量疊加(SQR[∑(I*I)]、SQR[∑(V*V)])，求出其總的電流、電壓值。見電網(wǎng)運行的仿真程序框圖。
另外, 在晶閘管控制的負載停止運行時，系統(tǒng)還有其它負載在工作，也產(chǎn)生諧波，我們稱之為背景負載。
表3電網(wǎng)運行的仿真與實測對照 
這樣，將電網(wǎng)諧波實測值減去背景負載電網(wǎng)諧波，再與仿真結(jié)果進行比較(見表3)，數(shù)值相當，說明我們的仿真結(jié)果是正確的。
2.4諧振仿真
為了避免濾波器與電網(wǎng)發(fā)生諧振或者諧波電流放大，我們專門仿真了諧振曲線。我們知道，諧振時虛部為零，即電抗為零或電納為零(串聯(lián)諧振或并聯(lián)諧振)。為此我們作出了濾波器與電網(wǎng)系統(tǒng)間并聯(lián)諧振時電納曲線和對背景諧波的串聯(lián)諧振時電抗曲線，(見圖3)。圖中橫坐標刻度線為50Hz的1,2,3…倍頻率。凡曲線在某個倍頻過零點時(即與刻度線相交)表示在某次諧波可能發(fā)生諧振, 若未過零點時(即與刻度線不交)，則說明不會發(fā)生諧振，系統(tǒng)是安全的。曲線1是濾波器與電網(wǎng)系統(tǒng)間并聯(lián)諧振時電納曲線，橫坐標上 
圖3 仿真諧振曲線圖
3. FC+TCR電路
TCR電路導通角 和無功功率QTCR的計算公式如下： 
式中， 為TCR電路的觸發(fā)角;U為電網(wǎng)線電壓。
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