SVG(静止无功发生器)与SVC(无功补偿器)的作用及区别

文章编号:1004-289X(2009)04-0082-03基于si mulink的SVC与SVG的性能比较郑中(广西河池创元有限责任公司,广西河池547000)摘要:静止无功补偿器(SVC)和静止无功发生器(SVG)是改善电能质量的重要无功补偿装置,已被用来提高功率因数、抑制电压波动与闪变、使电压的幅值和波形符合要求等。

分析了SVC和SVG的工作特性和基本原理,并基于si m u li n k建立了SVC和SVG的仿真模型,通过仿真结果指出SVG比SVC具有响应速度快、损耗小、谐波量小及在系统发生短路故障电压跌落时,相同容量的SVG可以比SVC提供更多的无功以维持系统电压稳定等优点。

关键词:SVC;SVG;si m u li n k;无功补偿中图分类号:TM71文献标识码:BThe Perfor mance Co m parison of S VC and S VG Based on Si m uli nkZ HENG Zhong(Guangx iH ech i Chuang Yuan Li m ited L iability C o mpany,H echi C ity of Guangx,i547000).Abstract:S tatic Var C o mpensa tor(SVC)and Static Var G enerati o n(SVG)are i m portant reactive po w er co m pensation dev ices i n pow er quality i m pr ove m en,t w hic have been used to i m pr ove the po w er factor,i n hibit vo ltage fluctuation and flicker,m ake t h e a m plitude of voltage and vo ltage wavefor m s m eet the require m ents,and so on.The basic princi p les and character i s tics of SVC and SVG have been ana l y zed i n the paper,and based on si m uli n k,the SVC and SVG si m u lation m ode l have been estab lished,and thr ough the si m ulati o n resu lts,it is po i n ted out that co m pared w it h SVC,SVG has the advantages of rapid response,less l o ss,a s m all a m ount of har m on ics and SVG can provide m ore reactive po w er to m ai n-tain t h e syste m vo ltage stab ility,etc.K ey words:SVC;SVG;si m u li n k;reactive po w er co m pensation1引言现代工业系统中,诸如炼钢电弧炉、电气化铁道、可逆式大型轧钢机等均属于动态变化的非线性负荷。

SVG有源动态无功和谐波补偿装置简介1.适用范围有源动态无功与谐波补偿装置SVG可接入1Kv－35kV电压等级母线，为电网或用电负荷提供快速有源动态无功补偿和谐波滤波，可有效提高电网电压暂态稳定性、抑制母线电压闪变、补偿不平衡负荷、滤除负荷谐波及提高负荷功率因数。

2.性能特点●启动冲击小SVG部分采用自励方式起动，启动快速且冲击电流限制在很小的幅值；●任意组合的连续补偿范围SVG可以从额定感性工况到额定容性工况连续输出无功，和固定电容器组合可构成任意范围的连续补偿；●动态响应速度快SVG具有10ms以内的快速输出无功特性，因而对快速的冲击负荷具有更好的补偿效果，对闪变有更好的抑制效果；而传统的SVC响应时间一般在40ms-60ms（太快可能引起电抗和电容器产生振荡）●优异的谐波输出特性SVG既可以输出近似正弦波的无功电流（不含谐波，用于电网补偿），也可以输出设定次数的谐波电流（用于负荷谐波滤波），即SVG输出电流是完全有源可控的，完全满足用户的需要；而SVC产生大量不可控的谐波电流，又附带大量不可控的无源滤波支路来实现自身产生的谐波电流的滤波。

●占地面积小SVG以半导体功率器件构成的逆变器为核心，使用直流电容器储能，无SVC 中体积庞大的滤波支路和电抗器，安装尺寸一般只有SVC的1/5-1/3，特别适合于对占地面积要求较高的场合。

XDVAR系列SVG可做成移动式装置。

●高效率SVG采用新型低损耗IGBT功率器件，直接输出电压范围1kV－35kV,省去了连接变压器，装置效率可达99％以上；而由于损耗曲线特性优于SVC（SVC空载时损耗达到最大），SVG的等效运行损耗一般只有SVC的1/3-1/2，等效运行耗电量大大低于SVC。

●超强补偿能力SVG输出电流不依赖于系统电压，表现为恒流源特性，在系统电压跌落到20％时仍可以输出额定无功电流，具有更宽的运行范围；而SVC输出电流与系统电压成正比下降，使得达到同等补偿效果SVG容量可以比SVC容量小20％－30％。

SVG与SVC一、SVG组成：一个基本的静止无功发生器系统应该包括变流电路、信号检测电路、驱动电路、储能电容、连接电抗及数字信号处理器等组成部分。

交流侧所接的电感L和电容C 的作用分别为阻止高次谐波进入电网和吸收相时产生的过电压。

无论是电压型，还是电流型的SVG其动态补偿的机理是相同的。

但考虑到实际应用的效能，大多采用电压型的电路结构。

静止无功发生器系统是应无功补偿快速、准确和减少谐波的要求而出现的，是采用变流器结构和新型电力电子器件、智能控制芯片实现的高性能无功补偿系统。

目前研究的热点主要围绕改善电路结构、改进信号测量技术、寻找更佳的控制方式及滤波等方面。

在进行具体的设计之前，有必要对静止无功发生器的基本原理加以介绍。

其中，由于无功电流检测的准确性、快速性关系到系统性能的好坏。

SVG分类：根据直流侧采用的储能元件是电容还是电感，可以将SVG分为电压型和电流型两种。

直流侧为电容元件的称为电压型SVG，如果将直流侧的电容器用电抗器代替，交流侧的串联电感用并联电容代替，则成为电流型的SVG。

SVG的控制分类：在SVG中，外闭环调节器输出的控制信号被视为补偿器应产生的无功电流(或无功功率)的参考值。

正是在如何由无功电流(或无功功率)参考值调节SVG真正产所需的无功电流(或无功功率)这个环节上，形成了SVG多种多样的具体控制方式。

由无功电流(或无功功率)参考值调节SVG产生所需无功电流(或无功功率)的具体控制方法，可以分为间接控制和直接控制两大类。

（1）电流间接控制：无功电流的参考值f乘以一个比例系数后作为占角的指令，或者令比例系数为1，直接作为指令，从而控制SVG变流器。

（2）电流的直接控制：就是采用跟踪型PWM控制技术对电流波形的瞬时值进行反馈控制。

其实现方法有滞环比较方式，三角波比较方式，电压矢量脉宽调制。

此图为SVG的基本实现框图,基本原理是：通过检测负载两相电流i，dc i，与捕获的电网同步信号一并送入控制器，运da用瞬时无功功率算法可以计算出所需补偿的无功电流值。

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。

SVG与SVC的作用及区别一、SVG的作用SVG是典型的电力电子设备，由三个基本功能模块构成：检测模块、控制运算模块及补偿输出模块。

其工作原理为由外部CT检测系统的电流信息，然后经由控制芯片分析出当前的电流信息、如PF、S、Q等；然后由控制器给出补偿的驱动信号，最后由电力电子逆变电路组成的逆变回路发出补偿电流。

SVG静止无功发生器采用可关断电力电子器件（IGBT）组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在电网上，适当地调节桥式电路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。

迅速吸收或者发出所需的无功功率，实现快速动态调节无功的目的。

作为有源形补偿装置，不仅可以跟踪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。

二、SVG与SVC的区别SVG 是英文Static Var Generator的缩写，意思是静止无功发生器；SVC是英文Static Var Compensator的缩写，是无功补偿器的意思（1）SVG它可分为电压型和电流型两种，其既可提供滞后的无功功率，又可提供超前的无功功率。

简单地说，SVG的基本原理就是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联在电网上，适当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，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现功率无功补偿的目的。

（2）SVC它是用于无功补偿典型的电力电子装置，它是利用晶闸管作为固态开关来控制接入系统的电抗器和电容器的容量，从而改变输电系统的导纳。

按控制对象和控制方式不同，分为晶闸管控制电抗器（TCR）和晶闸管投切电容器（FC）配合使用的静止无功补偿装置（FC TCR）和TCR与机械投切电容器（MSC）配合使用的装置。

点评：SVG是调整系统电压的主要设备，个人认为其核心为自换向桥式电路，通过IGBT（风机中均按照有该元件）控制实现自换相桥式电路的电流的变化，而自换相桥式电路一般有多个功率单元（目前暂还不清楚）串联组织，形成一个星形接线，发出补偿电流进而调整母线电压。

止无功补偿器(Static Var Compensator——SVC)等。

其中，SVC是用于无功补偿典型的电力电子装置，它是利用晶闸管作为固态开关来控制接入系统的电抗器和电容器的容量，从而改变输电系统的导纳。

按控制对象和控制方式不同，分为晶闸管控制电抗器(Thyristor Controlled Reactor——TCR)和晶闸管投切电容器(Thyristor Switching Capacitor——TSC)以及这两者的混合装置(TCR+TSC)、TCR与固定电容器(Fixed Capacitor)配合使用的静止无功补偿装置(FC + TCR)和TCR与机械投切电容器(Mechanically Switch Capacitor——MSC)配合使用的装置(TCR+MSC)。

为静止无功发生器(Static Var Generator——SVG)。

它既可提供滞后的无功功率,又可提供超前的无功功率。

SVG分为电压型和电流型两种，图3给出了SVG装置电路的基本结构图。

简单地说，SVG的基本原理就是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联在电网上，适当地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，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。

风114554299|四级MCR-SVC.磁控电抗器是磁阀式可控电抗器的简称（即MCR）。

磁控电抗器采用直流助磁原理，利用附加直流励磁磁化铁心，改变铁心磁导率，实现电抗值的连续可调.TCR-SVC.通过对可控硅导通时间进行控制，控制角为α，电流基波分量随控制角α的增大而减小，控制角α可在0°~90°范围内变化SVG并联于电网中，相当于一个可变的无功电流源，其无功电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化，自动补偿系统所需无功功率。

SVG又称为静止同步补偿器（Static Synchronous Compensator, 简称STATCOM）。

风电场无功补偿装置SVC与SVG比较分析摘要：我国已成为世界最大风电市场，由于风电运行受自然环境影响明显，具有间歇性与随机性，为电网的稳定与供电质量造成不利影响。

为了控制升压站电压波动，动态无功补偿装置被开发并广泛应用，本文就此对SVC和SVG两种补偿装置做比较分析。

关键词：风电场；无功补偿；SVC；SVG；比较引言无功功率不做功，但占用电网容量和导线截面积，使供配电设备过载，谐波无功使电网受到污染，甚至会引起电网振荡颠覆。

对于风电场来说，这会导致并网功率因数不合格、电压偏差、电压波动和闪变等问题。

无功补偿提高了供用电系统及负载的功率因数、降低了设备容量、减少了功率损耗、稳定受电端及电网电压、提高了供电质量，其应用对风电场有重要意义。

1 无功补偿意义1.1 提高电能质量。

无功功率是从电压高的节点传向电压低的节点。

那么可以通过控制无功功率的流向和大小来改变电力系统的各节点电压。

电压问题本质上就是无功功率问题。

解决电压问题，必须依靠调整无功功率来实现。

比如调节系统电压幅值，降低电压谐波，抑制电压闪变，都可以通过控制无功功率来解决。

输电线缆的最大传输容量是限定的，在固定的最大传输容量下，传输的无功功率越多，通过输电线缆传输的有功功率就越少。

1.2 提高系统功率因数。

当视在功率一定时，无功功率越大，功率因数越小。

因此可以通过补偿系统的感性、容性无功，来提高系统的功率因数。

这样不仅提高了传输效率，而且避免了电业局罚款。

一般情况下，电力公司或者电业局对某个工矿企业进行功率因数的考察，要求该企业的功率因数要达到0.9或0.95以上。

功率因数高于0.9或0.15时，对该企业的用电有优惠价格，如果低于该数值的，就要进行罚款。

1.3 提高系统传输的最大有功功率容量。

输电线传输无功功率时，无功电流通过会引起线缆电阻分量的发热，进而会引起有功功率损耗。

因此，通过控制传输的无功功率，可以控制最大传输有功功率。

实现无功功率就地平衡，传输无功功率降为零时，可以提高系统传输的最大有功功率容量。

静止无功发生器(SVG)又称静止同步补偿器(STATCOM).●主要器件：断路器、变压器、逆变器、电容器。

●核心器件：IGBT●功能：维持系统电压恒定、谐波治理、抑制电压闪变。

●优点：可对频率和大小都变化的谐波以及变化的无功功率进行补偿，对补偿对象的变化有极快的响应，补偿无功功率时不需要储能元件，补偿谐波时所需储能元件的容量不大，且补偿无功功率的大小可以做到连续调节；不会引起谐振短路；可以吸纳无功；精准电压控制（该装置除了可以按照功率因数或者无功功率控制之外，还可以按照电压幅值来控制，确保用户获得的电压的平稳性，降低电压纹波）；受电网阻抗的影响不大，不容易和电网阻抗发生谐振；且可以跟踪电网频率的变化，故补偿性能不受电网频率变化的影响。

●缺点：目前仅在大容量区域变电所使用，造价高昂。

●适用场合：适用于大容量无功补偿的枢纽变电站。

SVC-MCR●主要器件：FC+MCR●FC+MCR投切方式：FC固定投切，通过控制晶闸管的导通角来控制流过铁芯的磁通，磁通的强弱直接决定了铁芯的饱和程度，从而最终实现对电感值大小的控制。

●优点：MCR型可调电抗器的容量调节不需要大功率晶闸管阀组，占地面积小，结构简单。

采用磁控式，使整个SVC系统可靠性极高，20年免维护。

●缺点：MCR本体为油浸电抗器:这样容易造成MCR的维修不方便，并且维护成本高;MCR运行噪声大，对变电站的运行环境产生噪声污染;MCR 能耗大:MCR采用饱和电抗器技术，铁芯损耗非常大。

虽然现在的MCR 改良以后采用部分铁芯饱和技术，但是其能耗依然很大。

就依靠目前先进的制造技术，MCR的能耗依然不低于2%.SVC-TCR主要器件：FC+TCR●FC+TCR投切方式：FC固定投切，可控硅调节相控电抗器投入比例。

●冷却方式：水冷、风冷。

●功能：补偿电网感性无功，FC吸收电网中特定频段谐波电流，部分减小无功冲击造成的电压波动与闪变。

●优点：动态跟踪无功变化，跟踪速度可达20ms，不发生过补偿、无投切振荡和无冲击投切。

敞开式结构的VQC与MCR混合型动态平滑补偿装置对于无功负荷小范围波动频繁且对补偿精度要求较高的场合，可以使用VQC+MCR混合型动态无功补偿装置。

原理:VQC电容器组按小容量多分组减少投切冲击，作为有级差慢速粗调， MCR的容量很小，只相当于极差容量，当无功、电压在小范围频繁波动时，MCR快速响应，精细调节无功输出，精确贴合无功负荷曲线，使系统功率因数恒定在0.95以上，大幅提高设备使用寿命和工作质量。

1、市场上常见的几种无功补偿模式的优缺点及适用场合市场上常见的无功补偿技术主要有：VQC、动态补偿、固定补偿。

固定补偿：曾因其结构简单，造价低的优点在早期的系统内变电站大量运用，适用于无功负荷稳定的场合，但由于其固有的缺点：容量调整需人工干预、易过补或欠补、无法隔离故障正逐步被VQC所替代。

动态补偿：SVG、SVC，其特点是响应迅速，主要用于电弧炉、轧钢设备、矿井提升机、电力机车牵引等特殊的冲击性负荷设备，以维持设备正常运行为目的。

设备造价极高，运行可靠性差，后期维护困难，运行成本高。

就节能降损投资回报率而言其效果远不如VQC和固定补偿。

VQC（电压无功综合控制）:在用户以节能降损、提高输变电设备的输送能力为目的的应用场合，VQC以其节能效果明显、跟踪补偿效果好、免维护、自动化程度高、造价合理等特点广泛应用于电力系统变电站、开闭所和其他工矿企业。

2、当前市场常规VQC存在的问题常规VQC产品作为无功补偿设备中二代产品，因其按需自动补偿，维护简单，成本适中的优点得到了广大客户的欢迎，但受当时经济技术条件的限制，使用中发现存在以下问题：2.1分组不细，投切冲击大传统的VQC因为受成本的限制一般分为2-4级，最多不会超过5级，电容级差大，投切电容器组对系统的冲击大，无法实现精细补偿。

2.2装置运行不可靠，故障率较高受当时经济技术条件的限制，VQC二代产品的结构设计和元件选型上存在安全隐患，造成运行不可靠，故障率较高。

【风电技术】SVG与SVC无功补偿装置的
对比分析
与SVC相比，SVG在以下几方面优于SVC：一、工作原理不同(1)SVC可以被看成是一个动态的无功源。

根据接入电网的需求，它可以向电网提供容性无功，也可以吸收电网多余的感性无功，把电容器组通常是以滤波器组接入电网，就可以向电网提供无功，当电网并不需要太多的无功时，这些多余的容性无功，就由一个并联的电抗器来吸收。

电抗器电流是由一个可控硅阀组控制，借助于对可控硅触发相角的调整，就可以改变流过电抗器的电流有效值，从而保证SVC在电网接入点的无功量正好能将该点电压稳定在规定范围内，起到电网无功补偿的作用。

(2)SVG以大功率电压型逆变器为核心，通过调节逆变器输出电压的幅值和相位，或者直接控制交流侧电流的幅值和相位，迅速吸收或发出所需的无功功率，实现快速动态调节无功功率的目的。

二、响应速度快一般SVC的响应速速是20—40ms;而SVG 的响应速度不大于5ms，能更好的抑制电压波动和闪变，在相同的补偿容量下，SVG对电压波动和闪变的补偿效果最好。

三、低电压特性好SVG具有电流源的特性，输出容量受母线电压的影响很小。

这一优点使SVG用于电压控制时具有很大的优势，系统电压越低，越需要动态无功调节电压，SVG的低电压特性好，输出的无功电流与系统电压没有关系，可以看作是一个可控恒定的电流源，系统电压降低时，仍能输出额定无功电流，具备很强的过载能力;而SVC是阻抗型特性，输出容量受母线电压的影响很大，系统电压越低，输出无功电流的能力成比例降低，不具备过载能力。

因此SVG的无功补偿能力与系统电压无关，而SVC的无功补偿能力随系统电压的下降线性降低。

12。

无功补偿SVG、SVC、MCR、TCR、TSC区别TSC TCR型SVC MCR型SVC SVG吸收无功分级连续连续连续响应时间20ms 20ms100ms 10ms运行范围容性感性到容性感性到容性感性到容性谐波受系统谐波影响大，自身不产生谐波受系统谐波影响大，自身产生大量谐波受系统谐波影响大，自身产生较大量谐波受系统谐波影响小，可抑制系统谐波受系统阻抗影响大大大无损耗小大较大小分相调节能力有限可以不可可以噪声较小较小小体积（同等容量）大大较大小TSC：晶闸管投切电容器，采用无源器件（电容器）进行无功补偿，分级补偿，不能实现连续可调。

TCR：晶闸管控制电抗器。

MCR:磁控电抗器，与TCR类似，需要和电容柜配合实现动态无功补偿，可实现连续可调。

SVC：静止无功补偿装置，采用无源器件进行无功补偿的技术总称，包括：TSC、TCR等，“静止”是与同步调相机对应，一般来说将使用晶闸管进行控制的补偿装置成为“SVC"。

SVG：静止无功发生器，采用电能变换技术实现的无功补偿。

SVG与其它的最大区别在于能主动发出无功电流，补偿负载无功电流。

而其它均为无源方式，依靠无源器件自身属性进行无功补偿。

静止无功补偿器(SVC) 与静止无功发生器(SVG)有什么异同?静止无功补偿器(SVC)该装置产生无功和滤除谐波是靠其电容和电抗本身的性质产生的。

静止无功发生器(SVG)该装置产生无功和滤除谐波是靠其内部电子开关频繁动作产生无功电流和与谐波电流相反的电流。

相关知识静止无功补偿器又称SVC，传统无功补偿用断路器或接触器投切电容，SCV用可控硅等电子开关，没有机械运动部分，所以较静态无功补偿装置。

通常的SVC组成部分为1.固定电容器和固定电抗器组成的一个无功补偿加滤波支路该部分适当选择电抗器和电容器容量，可滤除电网谐波，并补偿容性无功，将电网补偿到容性状态。

2.固定电抗器3.可控硅电子开关可控硅用来调节电抗器导通角，改变感性无功输出来抵消补偿滤波支路容性无功，并保持在感性较高功率因数。