SVG静止型动态无功发生器
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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。
svg静止无功发生器原理SVG静止无功发生器原理引言SVG(Static Var Generator)是一种用于电力系统中的无功补偿设备,可以帮助调整电网中的无功功率,提高电力系统的稳定性和可靠性。
本文将介绍SVG静止无功发生器的原理及其工作过程。
一、SVG的基本原理SVG的基本原理是通过控制自身的电流和电压,实现对电力系统中的无功功率的补偿。
当电力系统中存在无功功率,SVG可以根据需要提供或吸收无功功率,以维持系统的功率平衡。
二、SVG的工作过程SVG的工作过程主要包括电流检测、电压检测、控制算法和功率电子器件等几个关键步骤。
1. 电流检测SVG通过电流传感器检测电力系统中的电流大小和相位差。
电流传感器将电流信号转化为电压信号,并传送给控制系统进行处理。
2. 电压检测SVG通过电压传感器检测电力系统中的电压大小和相位差。
电压传感器将电压信号转化为电压信号,并传送给控制系统进行处理。
3. 控制算法控制系统根据电流和电压的检测结果,通过控制算法计算出需要补偿的无功功率大小和相位差。
控制算法可以根据不同的系统要求进行调整,以实现最佳的无功功率补偿效果。
4. 功率电子器件根据控制算法计算的结果,控制系统通过控制功率电子器件的开关状态来提供或吸收无功功率。
功率电子器件一般采用可控硅等器件,可以实现高速的无功功率补偿。
三、SVG的优点1. 快速响应:SVG采用功率电子器件进行控制,可以实现毫秒级的快速响应速度,可以迅速补偿电力系统中的无功功率波动,提高系统的稳定性。
2. 高效能:SVG可以根据电力系统的实际需要,提供或吸收合适的无功功率,以最小化无功功率的损耗,提高电网的效能。
3. 灵活性:SVG可以根据电力系统的要求进行调整,可以实现不同的无功功率补偿方式,以适应不同的电力系统运行状态。
4. 可靠性:SVG采用先进的控制算法和功率电子器件,具有较高的可靠性和稳定性,可以长期稳定地工作在电力系统中。
四、SVG的应用领域SVG广泛应用于电力系统中的各个环节,包括输电线路、变电站、电力电子设备等。
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。
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。
SVG有源动态无功和谐波补偿装置原理SVG(静止无功发生器)是一种新型的无功补偿装置,可以实现对动
态无功和谐波的补偿,提高电网的稳定性和电能的质量。
SVG利用逆变器
的控制策略和功率电子器件实现电网的无功补偿,抑制电网的谐波,并对
电网的运行状态进行监测和控制,从而提高电能的利用效率。
SVG的工作原理如下:
1.逆变器控制:SVG首先通过测量电网的无功指令和电流,利用逆变
器将直流电源输出成为交流电源,并通过PWM控制技术使得输出电流与电
压实现同步。
2.无功补偿:SVG通过控制逆变器的输出电流,可以实现对电网的无
功补偿。
当电网的无功功率为正值时,SVG通过控制逆变器的电流为负值,从而吸收电网的无功功率;当电网无功功率为负值时,SVG通过控制逆变
器的电流为正值,向电网注入无功功率。
3.谐波抑制:SVG还可以通过控制逆变器的PWM控制技术,生成与谐
波电流相位相反的谐波电流,并通过与电网的谐波电流相互抵消,从而实
现对电网的谐波抑制。
4.电网监测:SVG通过对电网的电流、电压等参数进行测量,通过电
网控制器对电网的运行状态进行监测。
当电网的无功功率或谐波超过一定
阈值时,SVG会通过电网控制器的反馈信号,通过逆变器控制器调整逆变
器的输出电流,从而实现对电网的补偿。
总结起来,SVG通过控制逆变器的输出电流,实现对电网的无功和谐
波的补偿。
它可以根据电网的实际需要,调整补偿的方式和程度。
SVG具
有体积小、响应速度快、补偿效果好等优点,并且具有无电压跌落、电流保持等功能,可以有效提高电网的质量和稳定性。
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。
调节其励磁电流可以发出或吸收无功功率,在其过励磁运行时,向系统供给感性无功功率而起无功电源的作用,可提高系统电压;在欠励磁运行时,它会从系统吸取感性无功功率而起无功负荷的作用,可降低系统电压,同步调相机欠励磁运行吸收无功功率的能力,约为其过励磁运行发出无功功率容量的50%~65%。
PHIMIKAPHIMIKA静止无功发生器——(SVG)原理简介深圳市兆晟科技有限公司飞明佳电气科技PHIMIKAPHIMIKA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。
静止型动态无功发生器(SVG)故障分析与处理【摘要】主要通过SVG的保养及维护、SVG故障查询方法、SVG常见故障分析和处理,让现场技术人员掌握一定维护、故障分析和简单故障处理能力,在设备出现故障后及时进行相应的处理。
【关键词】静止型动态无功发生器(SVG);维护;分析;处理一、引言随着时代的发展无功补偿技术经历了机械开关投切时代、晶闸管半控时代和IGBT全控时代,IGBT全控时代的代表产品就是静止型动态无功发生器(SVG),发展至今SVG已成为目前最先进最高级的无功补偿型式,在煤炭、冶金、电网、化工、铁路及新能源等行业都得到了广泛的应用,但是由于国内电网环境比较恶劣,SVG长期工作在这样的条件下难免会出现一些故障和问题,如果出现SVG 问题后不能及时恢复,可能会影响供电质量,对用电设备造成损害,甚至影响企业生产,导致一定的经济损失,这就要求现场技术人员必须掌握一定维护、故障分析和简单故障处理能力。
二、SVG的保养及维护静止型动态无功发生器(SVG)的维护是十分重要的,进行全面的维护可以减少SVG的故障率。
虽然SVG具有高度的可靠性和免维护性,但是,由于环境的温度、湿度、粉尘、振动及电网质量等因素的影响,SVG内部器件的老化及磨损等诸多原因,都会导致SVG潜在的故障发生,因此,必须有专业维护人员对SVG进行日常和定期维护保养。
三、SVG故障查询方法1、故障检索法故障检索法是一种依照故障现象来反推故障原因,并在推理过程中逐步进行故障分析和初步制定解决方案的一种推理思路。
SVG在进行故障分析时主要依托上位机监控系统,通过对故障数据、故障曲线、故障录波等一系列分析,归纳出最终结论。
具体方法如下:1)通过监控系统界面事件与报警信息窗口确认故障的类型、故障时间等信息。
2)通过监控系统界面的每相单元故障信息窗口查询故障单元的具体故障信息。
3)通过监控系统界面的历史记录、历史曲线菜单查询,设备故障时的电网电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、谐波含量等情况,以及SVG输出电流,每个单元的直流电压、故障变位等信息。
ADL-SVG静止无功发生器安装使用说明书上海安德利电力科技股份有限公司目录一、技术与参数1、基本原理 (2)2、性能参数 (2)3、外形尺寸 (3)4、型号介绍 (5)二、接收与清单1、接收事项 (5)2、设备清单 (5)三、安装与接线1、安装环境 (6)2、工具辅材 (6)3、搬运摆放 (7)4、接线方式 (7)四、调试与运行1、上电开机 (10)2、人机交互 (11)3、关机断电 (14)五、维护与售后1、维护细则 (15)2、售后服务 (15)3、免责声明 (16)一、技术与参数1、基本原理静止无功发生器并联在电网中,通过外部CT实时检测负载电流,并通过DSP计算,提取负载的无功分量,采用PWM变流技术,控制IGBT,使内部的变流装置逆变出一个满足负载需求的无功电流,从而达到无功补偿的目的。
图1 ADL-SVG基本原理2、性能参数表1 ADL-SVG技术参数3、外形尺寸图2 100kvar 、75kvar 抽屉模块尺寸图3 100kvar 、75kvar 壁挂模块尺寸图4 50 kvar 抽屉模块尺寸图5 50 kvar壁挂模块尺寸图6 20 kvar 、30kvar抽屉模块尺寸图7 20 kvar 、30 kvar壁挂模块尺寸4、型号介绍0.38kVC:抽屉式B:壁挂式G:柜体式补偿电流(kvar):20/30/50/75/100/200等产品代号:静止无功发生器产品品牌:二、接收与清单1、接收事项ADL-SVG在出厂前已经经过全面测试和检查,并根据安全运输的要求进行运输准备,经销商将包装完好的静止无功发生器交付给运输商。
但是在运输过程中,包装和其部件可能会被损坏。
所以,在安装之前检查静止无功发生器外包装完整性是很重要的,因此收到该设备后,请进行如下检查:(1)检查运输的包装箱有无损坏,如果有任何包装异常的情况,请勿拆开,并尽快联系您的经销商;(2)如果包装箱没有明显损坏,拆卸包装箱时,应尽量小心,如果使用美工刀、剪刀等工具来拆除包装箱时,注意不要损坏设备;(3)检查设备有无外部损坏,如钣金壳体有擦伤、凹陷等。
新型静止无功发生器SVG控制策略仿真研究一、本文概述随着电力电子技术的快速发展和电力系统的日益复杂化,无功功率的调节和控制变得越来越重要。
静止无功发生器(Static Var Generator,SVG)作为一种先进的无功补偿设备,具有快速响应、连续调节和无功补偿容量大等优点,在电力系统中的应用越来越广泛。
本文旨在深入研究新型静止无功发生器SVG的控制策略,并通过仿真实验验证其有效性。
本文将介绍SVG的基本原理和结构,阐述其在电力系统中的重要作用和应用背景。
接着,将详细介绍几种常见的SVG控制策略,包括传统的电压控制策略和电流控制策略,以及近年来提出的一些新型控制策略。
通过对这些控制策略的对比分析,可以了解它们各自的优缺点和适用范围。
然后,本文将重点研究一种新型SVG控制策略,该策略结合了传统控制策略的优点,并引入了一些创新性的控制方法。
通过仿真实验,我们将验证这种新型控制策略在调节无功功率、提高系统稳定性和响应速度等方面的性能表现。
本文将总结研究成果,并提出一些建议和改进方向。
通过本文的研究,可以为SVG在电力系统中的实际应用提供理论支持和技术指导,有助于推动SVG技术的进一步发展和应用。
二、SVG的基本原理与分类静止无功发生器(Static Var Generator,SVG)是一种先进的无功补偿设备,其核心功能是动态调节电力系统中的无功功率,从而维持电压稳定、提高电能质量并优化系统运行效率。
SVG的基本原理和分类对于理解其控制策略及仿真研究至关重要。
基本原理:SVG的基本工作原理基于电力电子变换技术,通过快速调节变换器输出电压的幅值和相位,实现无功功率的快速、连续调节。
SVG通常由直流侧储能元件(如电容器或电池)、电力电子变换器(如逆变器)和滤波器等部分组成。
当系统需要吸收无功时,SVG 通过逆变器将直流侧储能元件中的能量转换为交流侧的无功功率;当系统需要发出无功时,SVG则将从电网吸收的有功功率转换为直流侧储能元件中的能量,并同时发出所需的无功功率。
一、概述无功功率补偿技术随着电力系统的出现而出现,并随着电力工业的发展和电力负荷的多样性而不断进步。
电力系统发展到现在已出现三代无功补偿技术;同步发电机补偿、同步调相机补偿、并联电容器补偿、并联电抗器补偿,属于第一代补偿技术;基于自然关断晶闸管技术的SVC (相控电抗器(TCR )、磁控电抗器(MCR ))属于第二代无功补偿技术;基于IGBT 、IGCT 等大功率可控器件的补偿装置SVG 静止型动态无功发生器(STATICVARGENARATOR )属于第三代无功补偿技术,不再采用大容量的电容器、电抗器,而是通过大功率电力电子器件的高频开关(IGBT )实现无功补偿的变换。
二、使用范围SVG 静止型动态无功发生器广泛应用于3KV 、6KV 、10KV 、35KV 、66KV 等级供配电系统及大中型工矿企业变电站。
三、原理和组成1. 原理:SVG 静止型动态无功发生器的基本原理:将电压源型逆变器(VSG ,VOLTAGESOURCEDCONVERTER )经过电抗器与交流电网相并联,通过调节逆变器交流侧输出电压的幅值和相位,迅速吸收或发出所需要的无功功率,实现无功的连续动态补偿。
2. 组成:SVG 静止型动态无功发生器由连接电抗器、充电柜、功率柜、控制柜、断路器等装置组成,其构成示意图如下所示。
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)充电柜◆通过大功率电阻,实现装置投入过程能量的缓冲。
◆旁路大功率电阻,实现装置正常运行时的快速调节。
3)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。
解耦与非解耦控制的静止无功发生器(SVG)原理简介及仿真验证1.SVG概述静止无功发生器,即SVG,是目前无功功率控制领域内的最佳方案。
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。
2.SVG原理2.1三相SVG原理图1三相SVG控制框图图1所示为SVG的主电路拓扑及控制算法,直流侧电容与直流电压给定值进行比较后进入PI调节器,输出的值作为有功轴的给定值,再通过dq变换将电网电压与并网电流解耦为直流量,其中的d轴代表有功轴,q轴代表无功轴,电压外环的输出值作为d轴电流内环的给定值,而需要的无功补偿量作为q轴电流内环的给定值,经极坐标转换后使其转换为三相调制波,最后进入SPWM模块产生控制开关器件的SPWM脉冲,从而使系统中的无功得到补偿,使电网侧的功率因数为1。
当系统负载为容性无功或者感性无功时,所需要的无功补偿量是不同的。
2.2基于非解耦控制的单相SVG原理2.1中所述三相SVG的控制原理是基于三相解耦控制的,这种控制方法可有效实现有功与无功的调节,不会影响网侧电流的输出。
本节介绍单相SVG的控制原理,该控制方法如图2所示。
图2非解耦的单相SVG控制方法直流侧由恒压源提供(例如蓄电池),由相角检测环节检测出网侧电压与网侧电流的无功功率,计算出相角,然后将需要补偿的相角合入锁相环的输出信号,再送入电流内环进行PI调节,最终起到无功补偿的作用。
这种控制方法在起到无功补偿作用的同时会影响网侧电流的大小,因为电压外环的给定不是自动检测的,而是人为给定的,因此电压外环的输出并非零,这将导致网测电流受到影响。
3.仿真验证为了使大家对SVG有初步的了解,以MATLAB为仿真平台,进行三相解耦控制的SVG建模验证及单相非解耦控制的SVG建模验证。
静止无功补偿发生器SVG/STATCOM介绍静止无功发生器,英文描述为:Static Var 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。
静止无功补偿技术经历了3代:第1代为机械式投切的无源补偿装置,属于慢速无功补偿装置,在电力系统中应用较早,目前仍在应用;第2代为晶闸管投切的静止无功补偿器(SVC),属无源、快速动态无功补偿装置,出现于20世纪70年代,国外应用普遍,我国目前有一定应用,主要用于配电系统中,输电网中应用很少;第3代为基于电压源换流器的静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM),亦称ASVG,属快速的动态无功补偿装置,国外从20世纪80年代开始研究,90年代末得到较广泛的应用。
随着大功率全控型电力电子器件GTO、IGBT及IGCT的出现,特别是相控技术、脉宽调制技术(PWM)、四象限变流技术的提出使得电力电子逆变技术得到快速发展,以此为基础的无功补偿技术也得以迅速发展。
静止同步补偿器,作为FACTS家族最重要的成员,在美国、德国、日本、中国相继得到成功应用。
电压型的STATCOM直流侧采用直流电容为储能元件,通过逆变器中电力半导体开关的通断将直流侧电压转换成交流侧与电网同频率的输出电压。
当只考虑基波频率时,STATCOM可以看成一个与电网同频率的交流电压源通过电抗器联到电网上。
一.工作原理STATCOM-的基本原理是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。
矿用隔爆型动态无功补偿装置(SVG、TSC)原理介绍及优缺点比较一、原理简介1、静止无功发生器SVG(Static Var Generator)SVG的基本原理是,将电压源型逆变器,经过电抗器并联在电网上。
电压源型逆变器包含直流电容和逆变桥两个部分,其中逆变桥由全控型可关断的半导体器件IGBT组成。
BJS-500/1140型SVG原理简图工作中,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,保持系统实时高功率因数运行。
上图为SVG原理图,将系统看作一个电压源,SVG可以看作一个可控电压源,连接电抗器或者可以等效成一个线形阻抗元件。
表1给出了SVG三种运行模式的原理说明。
表1 SVG的三种运行模式运行模式波形和相量图说明容性运行模式UI> U s,I L为超前的电流,其幅值可以通过调节U I来连续控制,从而连续调节SVG发出的无功。
感性运行模式UI< U s,I L为滞后的电流。
此时SVG吸收的无功可以连续控制。
SVG在中低压动态无功补偿与谐波治理领域得到越来越广泛的应用,其具有以下重要功用:SVG可以补偿基波无功电流,补偿后功率因数可达到0.95以上,使被补偿网络的线电流下降30%以上,大大减小线路损耗,提升移动变压器带载能力,节能效果明显。
●SVG通过补偿基波无功电流,有效降低被补偿网络的无功突变,减小网络电压波动,抑制闪变,使供电电压更加平稳。
●SVG同时也具有有源滤波功能(APF),可对谐波电流进行补偿,能有效抑制被补偿网络中的5、7、11次谐波。
2、晶闸管投切电容器TSC(Thyristor Switched Capacitor)TSC的基本原理是按照一定的寻优模式,设计多组某次或某几次滤波器,基波下各支路呈容性,分级改变补偿装置的无功出力;滤波器某次谐波下调谐,滤该次谐波。
电力科技2016年10期︱283︱静止型动态无功发生器(SVG)故障分析与处理乐 钰中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司,贵州 贵阳 550001摘要:在电网运行中,传统的无功功率补偿设备的补偿范围比较小,日常运行成本比较高,因此无功功率补偿效果比较差。
而静止无功发生器(STATIC VAR GENERATOR,简称SVG)是一种全新的电子技术,无功功率补偿性能比较好,应用范围广泛。
对此,本文首先介绍了静止型动态无功发生器(SVG)的结构特征,然后对其常见故障以及故障处理办法进行了详细探究。
关键词:静止无功发生器;无功电流检测;故障处理中图分类号:TM714.3 文献标识码:B 文章编号:1006-8465(2016)10-0283-011 引言 随着科学技术的发展,无功补偿技术也取得了很大进步,现如今,SVG 已经发展成为最为先进的无功补偿型式。
但是,在电网实际运行过程中,容易受到各类因素的影响,SVG 可能会出现一些故障问题,因此,对SVG 故障分析以及处理办法进行详细探究具有十分重要的现实意义。
2 静止型动态无功发生器(SVG)的基本结构 SVG 指的是通过运用自换相桥式变流器实现动态无功补偿,SVG 的电路结构一般为电压型桥式,如图1所示。
图1 SVG 单元结构SVG 电路形式有两种,即电流型桥式电路以及电压型桥式电路,其中,如果前者发生故障问题,则会造成较大危害,因此,在实际应用中,SVG 一般采用电压型桥式电路,如图1所示。
在电压型桥式电路中,储能元件为直流侧电容,其能够将直流电压逆变转变为交流电压,然后再串联入电网中,以此发挥电流和滤除波纹的作用。
通常情况下,直流侧不需要安装储能元件,通过并联电容能够形成电压源。
除此以外,在直流侧电压的钳位作用下,交流侧所输出的电压为锯齿波,由于负载阻抗的情况是不同的,因此,交流侧输出电流波形和相位也会有一定的区别。
3 静止型动态无功发生器(SVG)故障分析与处理3.1 单元过压故障3.1.1 故障原因单元过压保护指的是,如果单元直流侧电压能够达到1230V,则其能够对功率单元元器件以及其他元器件设备进行保护。
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。
★钻井供电系统
油气钻井平台供电系统主要负荷包括绞车、转盘、泥浆泵等,由于钻井工况
的特殊性,该系统属于典型的冲击性负荷。
对电网影晌如下:
■无功冲击大,功率因数低;
■电流谐波大;
■电压波动严重,电压畸变率高,影响控制系统、PLC、录井仪等设备供电。
★电气化铁路及轨道交通
高速铁路及轨道交通供电系统使用了大量电缆进行电力传输,对电网存在以
下威胁:
■产生大量容性无功,功率因数低;
■抬高线路末端电压;
■存在与系统谐振的可能。
(二)应用方案
1、SVG
针对无功补偿容量较小,电流畸变较小的场合。
2、SVG+APF
针对无功补偿容量较大,电流畸变严重的场合。
SVG补偿系统无功;APF抑制电网谐波电流。
改善电网电压,两者各司其职。
3、SVG+PF
针对无功补偿容量较大,成本要求严格的场合。
SVG和PF(无源滤波器)配合补偿无功,SVG可配置为系统容量的一半或更小,有效降低成本;PF可配置为单调谐滤波器,有效抑制电网谐波电流。
4、SVG+APF+PF
针对无功补偿容量大,电流畸变严重,成本控制严格的场合。
SVG和PF(无源滤波器)配合补偿无功,SVG可配置为系统容量的一半或更小,有效降低成本;PF可配置单调谐滤
波器,有效抑制电网谐波电流;APF用来抑制高次谐波电流。
(三)SVG在石化系统的应用
石油钻井平台供电系统主要负荷包括绞车、转盘、泥浆泵、顶驱等,该类负载均使用直流调速系统,设备工作时对电网造成了如下危害.
■无功电流大,功率因数低;
■电流谐波大,电压畸变率高。
通过测试,由于直流调速系统的工作造成西南钻井公司某钻井平台供电电压谐波很大(THD>30)、电网谐波电流较大(THD>30)、系统功率因数很低(0.3~0.5),每月缴纳大量的无功罚款。
我公司通过现场测试、方案论证,最终使用SYG+APF动态无功综合补偿装置进行无功补偿和谐波治理,总容量为1,6Mvar,其中SYG容量1,2Mv町,APF 容量400kYA。