在电力系统中,由于感性负荷消耗了无功功率,导致系统的功率因数降低,供电过程中能量损耗增加,系统无法保证优良的电能质量。随着电力系统的快速发展,对电能质量以及电网稳定性的要求越来越高,因此,无功补偿是非常必要的,这是保障整个电力系统高效稳定运行的有效措施之一。静止无功补偿器(Static Var Compensator,SVC)作为一种被广泛使用的无功补偿装置,其补偿效果比较好,有很好的稳定性。而SVC的一种典型类型就是晶闸管投切电容器(Thyristor Switched Capacitor,TSC),由于其自身的良好性能,近些年颇受欢迎。首先,从分析TSC的基本工作原理入手,介绍了主电路的接线方式、电容器的投入时刻和控制目标的选取,详细分析了电容器的投切原则,对电容器补偿容量计算方案进行展开介绍,并提出1:2:4:8的电容器分组方式,可以大大节省电容器所占空间以及电容器投切开关的数量。其次,在电量参数的计算方面,选择的算法是快速傅里叶变换FFT,指出该算法的优缺点,由于截断采样信号引起的频谱泄漏和非同步采样造成的栅栏效应会影响计算精度,因此提出加Black-Harris窗并进行双谱线插值的计算方法,通过仿真验证了该方法可以有效减小误差,保证计算结果的精确性。再次,在硬件上选择主控芯片STM32F103RBT6,此芯片是ST公司基于ARM Cortex-M3架构内核的32位处理器产品,拥有强大的数据处理能力。硬件设计包括了对STM32芯片和它的外围电路、电源电路、A/D采样电路、过零检测和过零触发电路、按键操作和液晶显示电路以及RS485通信接口电路的设计。在软件上,本文依据该补偿装置的功能,结合其硬件电路,介绍了软件的设计流程,其中有主程序、A/D采样程序、幅值与相位校正、人机对话程序、电容器投切程序、通信程序和保护模块程序。最后,在上述研究的基础上,设计出一种TSC无功补偿装置。利用Matlab/Simulink平台建立合适的模型,设置参数,对TSC无功补偿系统以及电容器过零投入进行了仿真验证。通过对仿真结果的分析可以发现,本装置能实现良好的无功补偿效果,功率因数得以提高,电能质量得到改善,满足无功补偿的要求。