高压静止无功发生器

静止无功发生器的原理及应用静止无功发生器(SVG)又称为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。

一、SVG的工作原理1、SVG采用可关断电力电子器件(如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进行跟踪补偿。

2、电压源型逆变器包含直流电容和逆变桥两个部分，其中逆变桥由可关断的半导体器件IGBT组成。

工作中，通过调节逆变桥中IGBT器件的开关，可以控制直流逆变到交流的电压的幅值和相位，因此，整个装置相当于一个调相电源。

通过检测系统中所需的无功，可以快速发出大小相等、相位相反的无功，实现无功的就地平衡，保持系统高功率因数运行。

二、SVG的应用1、应用目的在电力系统中，为减少配电网向负荷提供大量无功电流而造成功率损耗，在各受电点均需配置相应电压等级的无功补偿装置，以提高电网输电能力，节约能源。

1）减少线路损耗。

2）提高功率因数。

3）提高设备利用率。

4）改善电能质量。

2、相对优势1）传统电容补偿装置配置比较低，投切补偿装置运行稳定性差。

（1）低压固定电容器组补偿容量不可调。

投切电容器组为分级投切，经常发生投则过补，不投则欠补的问题，使变压器不能在最佳经济状态下运行，并使上端电源侧线损增加，经济效益下降。

（2）不能连续频繁投切电容，因为电容需要放电时间。

（3）投切电容相应速度慢，不能补偿动态无功，即快速的负载无法补偿。

采用交流接触器投切电容，相应速度慢而且会产生浪涌冲击、操作过电压、电弧等现象，开关及电容损坏严重。

（4）每组电容有级差，不能连续补偿，功率因数不会补偿很高。

（5）有谐波的场合不能使用，会击穿电容，会造成谐振，引起电容爆炸，应选有源滤波器（APF）或电抗器。

静止无功发生器的主要功能和作用
静止无功发生器（Static Var Compensator，SVC）是一种用于
电力系统中的无功补偿装置，其主要功能和作用包括以下几个方面：
1. 无功功率补偿，静止无功发生器主要作用是补偿电力系统中
的无功功率，通过控制电容器或电感器的接入或退出来实现电压和
功率因数的调节。

这有助于提高电网的稳定性和可靠性，减少输电
损耗，改善电力质量。

2. 电压调节，SVC可以通过调节电容器或电感器的容值来实现
对电网电压的调节，使电网电压保持在稳定的水平，避免电压波动
对电网设备和用户设备造成损害。

3. 提高输电能力，静止无功发生器可以帮助提高输电线路的传
输能力，通过调节电网的电压和功率因数，减少电网的电压降和损耗，从而提高电网的输电能力。

4. 提高系统稳定性，SVC可以提高电力系统的稳定性，通过控
制电压和无功功率来抑制电网的振荡，改善系统的动态响应特性，
提高系统的抗干扰能力，减少电力系统的故障率。

5. 谐波滤波，静止无功发生器还可以用作谐波滤波器，通过控
制电容器或电感器的接入或退出来滤除电网中的谐波，改善电网的
电力质量，保护电网设备和用户设备不受谐波的影响。

总的来说，静止无功发生器在电力系统中起着非常重要的作用，能够提高电网的稳定性和可靠性，改善电力质量，保护电网设备和
用户设备，提高电网的输电能力，是电力系统中不可或缺的重要设备。

概述华天HTSVG静止无功发生器，是山大华天科技股份有限公司在多年有源电力滤波器等电力电子产品研发的技术和经验基础上，自主开发研制的具有高性价比新型有源动态无功与谐波补偿装置。

该装置能对大小和频率都变化的谐波、无功功率以及三相不平衡进行实时跟踪补偿，从而为电网或用电负荷提供快速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。

华天HTSVG可广泛应用于：电网枢纽变电站：提高系统暂态电压稳定性，确保系统运行安全；风力发电场：提高母线电压稳定性，抑制振荡；冶金行业、石化行业、矿山及电气化铁路：抑制电压闪变、补偿不平衡负荷、滤除负荷谐波及提高负荷功率因数；其他行业：抑制电压波动、滤除负荷谐波及提高功率因数。

工作原理SVG——静止无功发生器（Static.Var.Generator,.简称SVG，又称STATCOM）是当今无功补偿领域最新技术的代表，属于灵活柔性交流输电系统（FACTS）的重要组成部分。

SVG并联于电网中，相当于一个可控的无功电流源，其无功电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化，自动补偿电网系统所需无功功率以及谐波滤除，对电网无功功率、谐波实现动态无级补偿。

华天HTSVG利用可关断大功率电力电子器件（如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，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。

HTSVG静止无功发生器（适用于中高压配电系统）SVG工作原理装置构成单台HTSVG装置结构如下图所示。

装置由控制柜、功率柜、启动柜和连接电抗器（或变压器）组成。

成套装置结构图主要功能●.维持受电端电压，加强系统电压稳定性●.补偿系统无功功率，提高功率因数，降低线损，节能降耗●.抑制电压波动和闪变●.抑制三相不平衡性能特点更高效率、更低损耗●.多个H桥功率单元级联多电平技术和载波移相PWM调制技术，输出电压、电流谐波畸变率低，谐波损耗小，系统损耗小；●.多DSP和FPGA协同控制，控制精度高、速度快；●.同时滤除多达20种谐波，最高可滤除至25次谐波，且可对每次谐波进行单独设定。

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。

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。

静止无功发生器 Static Var Generator (SVG)SVG的主要功能◆补偿无功功率，提高功率因数，降低线损，节能降耗配电系统中的大量负荷，如异步电动机、感应电炉以及大容量整流设备等，在运行中都表现为感性，在实现有功电能转换的同时，也会消耗大量的无功；同时，输配电网络中的变压器、线路等的阻抗也表现为感性，在流过电流的时候也会消耗无功，导致系统功率因数降低。

对于系统而言，负荷的低功率因数，会增加供电线路上的电能损失和电压损失，降低了电压质量，同时，无功电流也会降低发、输、供电设备的有效利用率；对于电力用户而言，低功率因数会增加电费支出，加大生产成本。

◆抑制电压波动和闪变电压波动和闪变主要是由于负荷急剧变动引起的。

负荷的急剧变动使系统的电压损耗也应快速变化，从而使电气设备的端电压出现波动现象。

电压波动主要是由冲击性的非线性负载的快速变化引起的，典型的非线性负载如电弧炉、轧钢机、电气化铁路等。

当电压变化超过允许值时，就不能满足用户对电压质量的要求，会导致设备运行性能不良，出现过电流、过热、保护装置误动作及设备烧坏等到事故，并且设备性能、生产效率和产品质量都将受到影响。

其不良影响包括：影响产品质量、影响设备使用寿命、造成照明光通量的变化，总之，电压波动和闪变对安全生产及人体健康都是极为不利的。

◆抑制三相不平衡配电网中存在着大量的三相不平衡负载，典型的如电气化铁路牵引负荷和交流电弧炉等。

这类负荷在接入电网后会向系统注入大量的谐波电流，导致系统三相电压不平衡；同时，线路、变压器等输变电设备三相阻抗的不平衡也会导致电压不平衡问题的产生。

三相电压不平衡会对负荷和电网元器件造成很大的危害。

不平衡电压会导致中心点形成较高对地电压，从而使电子设备积累大量的静电，对电子设备造成致命的损坏；负序电流会造成变压器内部磁旋涡，使铁损加大，造成变压器发热，有效容量减小；同时三相负载不平衡运行，将增加输配电线路的损耗。

静止无功发生器（SVG）无功补偿静止无功发生器（SVG）无功补偿专业知识：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。

无功补偿的专业知识：与电网中的有功损耗相比，无功损耗要大的多，这是因为高压线路、变压器的等值电抗要比电阻大得多，并且变压器的励磁无功损耗也要比励磁有功损耗更大，事实证明电网最基本的无功电源——发电机所发出的无功功率远远满足不了电网对无功的需求，因此对电网进行无功补偿显得尤为必要。

另外，对电网采取适当的无功补偿可以稳定受端及电网的电压，在长距离输电线路中选择合适的地点设置无功补偿装置，还可以改善电网性能，提高输电能力，在负荷侧合理配置无功，可以提高供用电系统的功率因数，减少功率损耗，因此，电网中无功补偿的作用已得到普遍重视。

1.电网无功补偿的方法电网无功补偿方法有很多种，从传统的带旋转机械的方式到现代的电力电子元件的应用经历了近一个世纪的发展历程，下面将按无功补偿方式的发展顺序逐一论述电网的无功补偿方法。

1.1 同步调相机同步调相机是一种专门设计的无功功率电源，相当于空载运行的同步电动机。

QD系列高压静止无功发生装置（SVG）1、产品介绍SVG静止无功发生装置（Static Synchronous Compensator, 简称STATCOM），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。

SVG在响应速度、稳定电网电压、降低系统损耗、增加传输能力、提高瞬变电压极限、降低谐波和减小占地面积等多方面具有更加优越的性能。

2、功能◆提高功率因数，补偿系统无功功率，降低损耗，节能降耗；◆有效抑制电压波动及闪变；◆滤除负序电流，有效抑制三相不平衡；3、特点响应速度更快◎SVG全响应时间：≤10ms安全性更高◎不存在发生谐振的可能补偿功能多样化◎可实现多种补偿功能：补偿负载无功（容性、感性）、负载不平衡、负载谐波谐波含量极低◎采用PWM技术和多重化技术，不会对电网产生污染4、SVG的基本原理将电压源型逆变器（Voltage Sourced Converter，简称VSC），经过电抗器或者变压器并联在电网上，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。

5、系统组成1）连接电抗器◆用于连接SVG静止型动态无功发生器与电网，实现能量的缓冲；◆减少SVG静止型动态无功发生器输出电流中的开关纹波，降低共模干扰；2）功率柜◆SVG静止型动态无功发生器的核心主电路，采用电压源型逆变器，采用直流电容进行电压支撑，DSP为核心控制器，IGBT并联实现大功率变换；◆模块化设计，功率单元的结构和电气性能完全一致，可以互换；◆先进的热管散热技术，风道散热设计，光纤通讯与控制，提高IGBT的可靠性；3）控制柜◆用于对SVG静止型动态无功发生器及其辅助设备的实时控制；◆实时计算电网所需的无功功率，实现动态跟踪与补偿；◆提供友好的图形监控和操作界面，实现SVG静止型动态无功发生器与上位机及控制中心的通讯。