SVG动态无功补偿装置概述

有源动态无功和谐波补偿装置（S tatic V ar G enerator）

中电电气南京智能科技有限公司

2011年09月

适用范围

近年来，动态无功及谐波补偿装置越来越广泛地应用于电网及电力用户端，用于提高电网电压稳定性、改善用户电能质量并达到节省电能的目的。

产品研发团队在多年大功率电力电子产品研发的技术和经验基础上，通过与清华大学柔性输配电系统及大功率电力电子专家的合作，又成功研发出了高性价比的新一代有源动态无功与谐波补偿装置SVG，可直接接入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。

SVG可应用于：

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。

型号命名

电气原理

SVG是由链式静止同

步补偿器

（STATCOM/DSTATCOM

，又称为SVG）和固定电

容器共同构成的，按各自

容量的不同可组合成各种

补偿范围的有源动态无功

和谐波补偿装置。其中的

SVG不同于传统SVC的阻

抗补偿（靠电容器和电抗

器发出和吸收无功）原理，

而是基于电压源自换相换

流器，原理上等效于静止

的同步调相机，但性能上

又远优于调相机和SVC。

SVG的原理及应用方式 性能特点

和传统的SVC相比，SVG具有以下独特的优点：

1.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；

2.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；

3.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）。

SVG的快速动态响应

4.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。

5.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。

SVC SVG

6.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。

7.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％。

通过对固定电容器组的综合控制，可以更好的满足系统和负荷的补偿范围要求。

8.高可靠性

SVG采用N+1或N+2冗余主

电路拓扑结构，一个（或两个）

链节单元损坏后仍可继续满

负荷运行；在系统短路故障条

件下，SVG可连续稳定运行，

而SVC因可控硅触发问题可能

发生闭锁退出运行；SVC使用

了大量电容器电抗器，当外部

系统容量与补偿装置的容量

可比时，SVC会产生不稳定性

而发生振荡，而SVG对外部系

统运行条件和结构变化不敏

感。SVG还避免了功率器件的

直接串联。

N+1或N+2冗余运行的链式换流器，避免了IGBT器件的直接串联

9.多种补偿功能

抑制电力系统过电压，改善系统电压稳定性

提高系统暂态稳定水平，减少低压释放负荷数量，并防止发生暂态电压崩溃 动态地维持输电线路端电压，提高输电线路稳态传输功率极限

阻尼电力系统功率振荡

在负荷侧，能抑制电压闪变、补偿负荷不平衡、提高负荷功率因数、滤除谐波。 功能

1.模块化的电路结构

z SVG的核心是基于IGBT器件的链式逆变器。链式逆变器每相由多个功率模块输出串联而成，功率模块采用N+1或N+2冗余运行结构；

z模块控制采用大规模FPGA芯片载波移相多电平空间矢量PWM控制策略，电路简单，抗干扰能力强，可靠性高；

z采用自励起动技术，使得装置投入时冲击电流小；

z模块面板共4个电气端子，2个光纤端子，接线简单，还设有若干状态及故障指示灯，方便维护及检修。

z采用基于三DSP及多FPGA的全数

字化控制器MLCCON，具有高集成度，可靠

性高；

z现场可设定控制方式：系统补偿或

负荷补偿及负荷补偿谐波次数；

z采用快速瞬时无功电流控制策略，

可实现系统短路故障时的连续稳定运行；

z采用进口PLC实现多组固定电容

器的综合投切控制。

z控制器全封闭防尘设计，无需冷却

风扇，大大提高可靠性。

MLCCON全数字化控制器

3.监控与人机接口

z本地监控功能由DSP及进口PLC共同完成，采用触摸屏中文/英文显示界面，比嵌入式工控机界面硬件可靠性高，更适用于工业现场电磁环境；

z本地监控面板能进行各种控制操作和参数设置；

z显示面板具有功率模块直流电压、功率模块故障/旁路状态、输出电流、负荷电