静止无功发生器SVG简介

静止无功发生器SVG技术在油田抽油机节能方向的应用发布时间：2022-07-20T07:52:31.469Z 来源：《中国电业与能源》2022年5期作者：李军伟徐骥[导读] 随着科技的发展，电力电子技术在电力系统中有非常广泛的应用，李军伟徐骥晨诺电气有限公司中国一拖集团有限公司能源分公司471000摘要：随着科技的发展，电力电子技术在电力系统中有非常广泛的应用，电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一，近年来出现的静止无功发生器（SVG）新型电力电子装置具有更为优越的无功功率和谐波补偿的性能。

在配电网系统，电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，以进行电能质量控制，改善供电质量。

本文就静止无功发生器SVG在油田抽油机节能方向的应用。

关键词：电力电子技术静止无功补偿发生器，油田抽油机。

1 静止无功补偿发生器概述1.1技术简介静止无功发生器SVG的全称是 static var generator，静止无功发生器是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联到电网上，调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，或者直接控制其交流侧电流，使该电路吸收或者发出满足要求的无功功率，实现动态无功补偿的目的。

【1】1.2功能特点（1）功能原理（2）控制原理断路器合闸后，为防止上电时电网对直流母线电容器的瞬间冲击，APF/SVG首先通过软启电阻对直流母线的电容器充电。

当母线电压Udc达到预定值后，主接触器闭合。

直流电容作为储能器件，通过IGBT逆变器和内部电抗器向外输出补偿电流提供能量。

APF/SVG通过外部CT实时采集电流信号送至信号调理电路，然后再送至控制器。

控制器将采样电流进行分解，提取出各次谐波电流、无功电流、三相不平衡电流，将采集到的要补偿的电流成分和APF/SVG已发出的补偿电流比较得到差值，作为实时补偿信号输出到驱动电路，触发IGBT变换器将补偿电流注入到电网中，实现闭环控制，完成补偿功能。

SVG（Static Var Generator，静止无功发生器）是一种用于电力系统中动态补偿无功功率的装置。

其工作原理基于先进的电力电子技术，主要通过自换相桥式电路实现。

1. 基本结构：
SVG的核心部件是采用可关断电力电子器件（如IGBT，绝缘栅双极型晶体管）组成的电压源逆变器（VSI）。

该逆变器经过适当的控制后并联接入电网。

2. 实时监测与控制：
- SVG首先通过外部电流互感器（CT）或其他传感器检测系统的电流、电压等参数。

- 控制系统根据这些信息计算出当前所需的无功功率和相位，并实时调整逆变器输出的交流侧电压幅值和相位。

3. 无功补偿过程：
- 通过快速调节逆变器输出的交流电流，SVG能够在需要时产生或吸收无功功率，精确匹配负载变化，从而改善电网的功率因数，减少线损，稳定电压，提高电能质量。

- 当系统需要无功功率时，SVG会向电网注入滞后90度相位的电流；当系统有过多无功功率需要消耗时，SVG则从电网吸收相同相位的电流。

4. 动态响应能力：
- SVG具有非常快的动态响应速度，可以在毫秒级的时间内完成对无功需求的跟踪和补偿，尤其适用于负荷变化频繁、冲击性大或者谐波含量高的场合。

5. 谐波抑制：
- 高性能的SVG不仅可以补偿基波无功，还可以通过特定算法对谐波进行抵消，有助于改善整个电力系统的电能质量。

总之，SVG通过高级的电力电子技术和数字信号处理技术，实现了对电网无功功率的精准控制和高效补偿，是现代电力系统中不可或缺的重要组成部分之一。

静止无功发生器——（SVG）原理简介静止无功发生器 (SVG) 是指采用全控型电力电子器件组成的桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。

SVG 的思想早在 20 世纪 70 年代就有人提出 ,1980 年日本研制出了 20MVA 的采用强迫换相晶闸管桥式电路的SVG，1991 年和 1994 年日本和美国分别研制成功了80MVA 和 10OMVA 的采用 GTO 晶闸管的SVG 。

目前国际上有关 SVG 的研究和将其应用于电网或工业实际的兴趣正是方兴未艾 , 国内有关的研究也已见诸报道。

与传统的以 TCR 为代表的 SVC 相比 ,SVG 的调节速度更快 , 运行范围宽 , 而且在采取多重化或 PWM 技术等措施后可大大减少补偿电流中谐波的含量。

更重要的是 ,SVG 使用的电抗器和电容元件远比 SVC 中使用的电抗器和电容要小 , 这将大大缩小装置的体积和成本。

由于 SVG 具有如此优越的性能 , 是今后动态无功补偿装置的重要发展方向。

一、SVG 的基本原理及特点SVG 的基本原理是将桥式变流电路通过电抗器并联 ( 或直接并联 ) 在电网上 , 适当调节桥式变流电路交流侧输出电压的相位和幅值或者直接控制其交流侧电流 , 使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流 , 从而实现动态无功补偿的目的。

在单相电路中 , 与基波无功功率有关的能量是在电源和负载之间来回往返的。

但是在平衡的三相电路中 , 不论负载的功率因数如何 , 三相瞬时功率之和是一定的 , 在任何时刻都等于三相总的有功功率。

因此总体上看，在三相电路的电源和负载之间没有无功能量的来回往返 ,无功能量是在三相之间来回往返的。

所以 , 如果能用某种方法将三相各部分总体上统一起来处理 , 则因为总体来看三相电路电源和负载间没有无功能量的传递 , 在总的负载侧就无需设置无功储能元件。

三相桥式变流电路实际上就具有这种将三相各部分总体上统一起来处理的特点。

SVG静止型动态无功发生器一、产品概述通过电抗器将自换相桥式变流电路直接并联在点网上，通过调节变流电路交流侧输出电压的幅值和相位，或直接控制其交流电流，使电路吸收或发出要求的无功电流，实现动态无功补偿。

有电压与电流型，目前应用的多为电压型。

如系统电压为Us，SVG输出电压为U I，SVG有以下三种运行模式：二、型号说明kv）kvar）静止性动态无功发生器企业标志（能源通）三、技术参数四、技术特点1、传统无功补偿产品无功在电容器与电抗器之间转换，其无功功率就是元件的功率。

而SVG是通过大功率电子器件的高频率开关（IGBT绝缘栅型双极晶体管）来实现无功能量的转换，所需无功元件功率远小于传统产品，实现了质的飞跃。

2、输出的无功可以是感性也可以是容性，容量无级可调。

3、响应速度快：SVG响应时间最快可小于5ms，可在极短时间内完成从额定容性无功到额定感性无功的相互转换，这种无可比拟的速度可以满足任何冲击性负荷的补偿要求，并有效地抑制电压闪变。

4、安全可靠：无源滤波最大的问题是谐波放大，由于系统的复杂性，精确设计十分困难。

而谐波放大会使设备无法正常运行甚至发生事故。

SVG运行时为电流源，阻抗极高，不存在与系统阻抗发生谐振的可能性，从根本上消除了谐波放大，设备运行可靠性大为提高。

5、谐波含量低：由于采用多重化整流技术和PWM（脉冲调宽技术）加上接入电抗器的作用，谐波含量极低。

6、补偿功能多样化：既可补偿感性无功；可以分相补偿，用以补偿三相不平衡；还可以滤除一定数量的谐波。

7、占地面积小：由于无需大容量的无功器件，SVG占地只有同容量SVC的50%以下。

五、产品应用SVG与PF（无源滤波器），APF（有源滤波器）配合，可应用在不同场合，满足用户对补偿和滤波的不同要求。

（一）、应用领域分析◆提升机、轧机等重工业场合提升机、轧机属于典型的冲击性负荷，主要存在于各矿业生产场合和冶金行业，对电网有如下影响:■无功冲击较大，造成电网电压波动，严重时干扰其他设备运行，降低了生产效率;■功率因数低，每月需要交纳大量的无功罚款；■部分装置产生谐波，危害电网安全。

试简述静止无功发生器(SVG)的基本原理。

与基于晶闸管技术的SVC相比，SVG有哪些更优越的性能?静止无功发生器（Static Var Generator，SVG）是一种用于有功功率和无功功率控制的装置。

其基本原理是通过使用功率电子器件（通常为IGBT）将无功功率通过电容器和电感器装置进行控制和补偿，以实现对电网的无功功率的准确控制。

SVG的基本工作原理如下：1.检测电网的电压和电流，通过控制电子器件（IGBT）的导通和阻断，将电容器和电感器转换为容性负载或感性负载。

2.当电网需求无功功率时，SVG将电容器充电或电感器供电，产生无功功率并注入电网，以帮助电网消耗或吸收无功功率。

3.当电网有多余的无功功率时，SVG将其吸收并存储在电容器中，以减少电网的无功功率，从而维持电网的功率因数在标准范围内。

与基于晶闸管技术的静止无功补偿器（Static Var Compensator，SVC）相比，SVG具有以下更优越的性能：1.更快的响应速度：SVG使用功率电子器件（如IGBT），其开关速度非常快，可以实时响应电网瞬态变化，从而更快地进行无功功率控制和补偿。

2.更高的精确性：SVG使用数字控制技术，使其能够实现对电网功率因数的精确控制。

相比之下，基于晶闸管技术的SVC的控制精度较低。

3.更小的占地面积：SVG采用变流器和电容器构成，空间占用较小。

而基于晶闸管技术的SVC通常由较大的电抗器和电容器构成，需要更大的空间。

4.更高的效率：SVG采用功率电子器件（如IGBT）作为开关装置，具有较低的功耗和较高的转换效率。

相比之下，基于晶闸管技术的SVC由于存在一定的能量损耗，效率较低。

综上所述，静止无功发生器（SVG）相对于基于晶闸管技术的静止无功补偿器（SVC），具有更快的响应速度、更高的精确性、更小的占地面积和更高的效率。

这使得SVG在电力系统中更受青睐，并得到广泛的应用。

1、概述SVG是新一代静止无功发生器，是无功补偿领域最新技术应用的代表。

SVG并联于电网中，相当于一个可变的无功电流源，通过调节逆变器交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流的幅值和相位，迅速吸收或者发出所需要的无功功率，实现快速动态调节无功的目的。

当采用直接电流控制时，直接对交流侧电流进行控制，不仅可以跟踪补偿冲击型负载的冲击电流，而且可以对谐波电流也进行跟踪补偿。

该产品可连续、动态的补偿无功功率，平衡三相负荷，抑制电网谐波，在改善电网的电能质量，提高配电网的安全稳定运行和经济运行方面效果显著。

2、型号说明：【注】1.公司代码：QS是求索能源公司代码；2.产品名称：SVG是静止型无功发生器；3.电压等级：400代表400V电压等级，690代表690V电压等级，1140代表1140V电压等级；4.无源单元额定容量：100代表无源容量为100Kvar,单机容量为100~750Kvar;5.有源单元额定容量：100代表有源容量为100A，单机容量为25~400A;3、技术特点：Ø 采用目前国际上最为先进的DSP计算及控制，保证补偿的快速性、准确性，同时具备强大的保护功能。

Ø 响应速度更快，静止无功发生器（SVG）响应时间≤5ms；可在极短的时间之内完成从额定容性无功功率到额定感性无功功率的相互转换，这种无可比拟的响应速度完全可以胜任对冲击性负荷的补偿。

输入电缆根据安装情况确定。

Ø 动态连续平滑补偿，毫秒级的响应速度使对电压闪变的补偿效果更好。

跟随负载变化，动态连续补偿功率因数，可以发无功，也可以吸收无功，彻底杜绝了无功倒送的问题。

满足中华人民共和国国家标准《GB 12326-2000 电能质量电压波动和闪变》的要求。

Ø 补偿功能多样化，使用同一套静止无功发生器（SVG）装置，可以实现不同的多种补偿功能：Ø 谐波含量极低，静止无功发生器（SVG）采用了PWM技术和多重化技术，与TCR型SVC相比，谐波含量极低，对电网不会产生二次污染。

静止无功补偿发生器静止无功发生器，英文描述为：Static V ar Generator，简称为SVG。

又称高压动态无功补偿发生装置，或静止同步补偿器。

是指由自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。

SVG是目前无功功率控制领域内的最佳方案。

相对于传统的调相机、电容器电抗器、以晶闸管控制电抗器TCR为主要代表的传统SVC等方式，SVG有着无可比拟的优势。

一、SVG无功补偿装置的应用场合凡是安装有低压变压器地方及大型用电设备旁边都应该配备无功补偿装置（这是国家电力部门的规定），特别是那些功率因数较低的工矿、企业、居民区必须安装。

大型异步电机、变压器、电焊机、冲床、车床群、空压机、压力机、吊车、冶炼、轧钢、轧铝、大型交换机、电灌设备、电气机车等尤其需要。

居民区除白炽灯照明外，空调、冷冻机等也都是无功功率不可忽视的耗用对象。

农村用电状况比较恶劣，多数地区供电不足，电压波动很大，功率因数尤其低，加装补偿设备是改善供电状况、提高电能利用率的有效措施。

二、SVG无功补偿装置与目前国内其他产品相比的优势1、补偿方式：国内的无功补偿装置基本上是采用电容器进行无功补偿，补偿后的功率因素一般在0.8-0.9左右。

SVG采用的是电源模块进行无功补偿，补偿后的功率因素一般在0.98以上，这是目前国际上最先进的电力技术，国内掌握这项技术的目前就我们一家；2、补偿时间：国内的无功补偿装置完成一次补偿最快也要200毫秒的时间，SVG在5-20毫秒的时间就可以完成一次补偿。

无功补偿需要在瞬时完成，如果补偿的时间过长会造成该要无功的时候没有，不该要无功的时候反而来了的不良状况；3、有级无极：国内的无功补偿装置基本上采用的是3—10级的有级补偿，每增减一级就是几十千法，不能实现精确的补偿。

SVG可以从0.1千法开始进行无极补偿，完全实现了精确补偿；4、谐波滤除：国内的无功补偿装置因为采用的是电容式，电容本身会放大谐波，所以根本不能滤除谐波，SVG不产生谐波更不会放大谐波，并且可以滤除50%以上的谐波；5、使用寿命：国内的无功补偿装置一般采用接触器或可控硅控制，造成使用寿命较短，一般在三年左右，自身损耗大而且要经常进行维护。