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SVG无功补偿技术在矿井供电系统中的应用摘要：近年来，随着电力系统的快速发展和煤矿行业的持续繁荣，矿井供电系统承担着越来越重要的角色。
然而，由于矿井深度较大、负荷波动大以及设备启停引起的电能质量问题等因素，矿井供电系统面临着诸多挑战。
为解决这些问题，静止无功发生器（SVG）无功补偿技术应运而生，成为优化矿井供电系统性能的重要手段。
本文主要分析SVG无功补偿技术在矿井供电系统中的应用。
关键词：煤矿；供电系统；SVG无功补偿；SVG监控系统引言随着矿井开采深度的增加和设备的不断更新，矿井供电系统所面临的电能质量问题日益突出，如电网电压不稳定、电流谐波含量较高等问题，严重影响了矿井内设备的安全运行和电网的稳定性。
为了解决这些问题，需要引入适当的电能质量改善技术，SVG无功补偿技术作为一种先进的电能质量改善技术，具有很强的实用性和推广价值。
1、SVG无功补偿技术概述SVG即直译为静止无功发生器，是一种有效改善电网无功功率因数和电压波动的电力电子设备。
SVG无功补偿技术利用现代功率电子器件和控制策略，能够快速、精确地提供无功功率，以及动态对电网电压进行调节，从而实现对电网功率因数和电压质量的精确控制。
SVG通过控制其输出的无功功率，可以对电网中的无功功率进行补偿，使得整个电网的功率因数保持在较高的水平，减少电网中的无功功率流动，进而提高电网的效率和稳定性。
SVG对电网电压进行动态响应，能够快速调节电压，抑制瞬态过电压和欠电压，提高电网的电压稳定性和质量。
SVG可通过对谐波电流的反向注入，实现对电网中谐波电流的抑制，有效减小谐波对电网和设备的摄入，提高谐波电流的纯度。
除了上述主要原理，SVG还具有快速响应、精确控制、大容量、占地空间小等优点。
在电力系统中，SVG无功补偿技术被广泛应用于提高电网的质量，优化电能利用结构，降低系统损耗，改善电压和频率的稳定性等方面。
2、矿井供电系统存在的问题矿井供电系统作为煤炭、矿石等矿产品生产的重要基础设施，面临着诸多电能质量问题。
一、目的和意义谐波和无功是关系电网质量的两个重要指标，两者的存在对电网或相关设备产生严重的影响和危害。
同时经济的快速发展导致电力系统中非线性负荷大量增加，各种非线性和时变性电子装置带来的谐波和无功问题日益严重。
无功功率对公用电网的影响主要表现在：1）无功功率的增加导致电流视在功率的增大，无功电流占用大量的供配电设备容量，使发电机、变压器等电器设备容量利用率下降，设备损耗增加，使电力设备得不到充分利用；同时增加了线路输送电流，因而增加了馈电线路损耗。
2）线路及变压器的电压降增加，如果是冲击性负载，还会使电压产生剧烈波动，严重影响电网的供电质量。
谐波对公用电网和其它系统的危害大致有：3）使电网中的元件产生附加的谐波损耗，如使电动机引起附加损耗、发热增加，过载能力、实用寿命和效率降低，产生脉动转矩；另外降低了发电、输电及用电设备的效率，大量的3次谐波电流流过中性线会导致中线过热甚至发生火灾。
4）谐波电流在输电线路上的压降会使用户端的电压波形产生严重的畸变，影响电气设备的正常工作。
谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化，寿命缩短，以致损坏。
5）容易使电网与用于补偿电网无功功率的并联电容器发生局部并联或串联谐振，造成过压或过电流，使电容器绝缘老化，甚至引起严重事故。
据统计，由于谐波问题引起的电容故障占电容器总故障的71%－83%。
6）导致继电保护和自动装置的误动作，并使电气测量仪表计量不准，影响计量精度。
7）对临近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量，重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。
闪变、振荡对公用电网和其它系统的危害大致有：1）造成对直接与交流电源相连的电动机的转速不稳定，时而加速时而制动，由此可能影响产品质量，严重时危及设备本身安全运行。
例如，对于造纸业、丝制业和精加工机床制品等行业，如果在生产运行时发生电压波动甚至会使产品报废等。
2）对电压波动较敏感的工艺过程或试验结果产生不良影响。
静止型动态无功补偿装置（SVG）在城市轨道交通供电系统中的应用静止型动态无功补偿装置（SVG）可解决电力系统无功功率的补偿和谐波治理问题，已广泛应用于多个城市轨道交通的供电系统。
在分析SVG裝置工作原理和功能作用后，结合实际运行案例，提出优化建议，确保轨道交通安全高效运营。
标签：轨道交通；供电；无功补偿；SVG装置随着我国城市轨道交通的快速发展，城市轨道交通供电系统已经成为电力系统重要的用户之一。
由于轨道交通负荷是一个交直流混合的系统，运行方式比较复杂，且随着时间的变化出现较大的波动性，因此呈现出移动性、时变性、非线性等特点，导致供电系统运行过程中容易产生低功率因数、电压波动与闪变、谐波、以及三相不平衡等问题。
不仅使供电系统电能质量逐步恶化，同时谐波还会引发设备过热、运行异常和能耗损失，严重影响了供电系统的可靠性。
因此，在城市轨道交通供电系统中采用静止型动态无功补偿装置（SVG）进行电力系统无功功率补偿和谐波治理，提高供电系统的电能质量和可靠性，确保轨道交通安全高效运营。
1 SVG的基本结构原理SVG装置通常由VSC逆变器、直流电容器、连接变压器（或电抗器）、断路器及冷却系统等部分构成。
其工作原理是将自换相桥式电路通过电抗器并联在电网上，通过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的相位和幅值，使电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现快速动态无功补偿的目的。
当采用直接控制电流方式时，由于SVG不再采用LC回路进行滤波，而是采用PWM电流控制技术进行滤波，是发出与负荷谐波大小相同方向相反的谐波与之相抵消，从而达到有源滤波的效果。
SVG等效原理图如图1所示。
将系统看作一个电压源，SVG可以看作一个可控电压源，连接电抗器可以等效成一个线性阻抗元件。
SVG运行模式及其补偿特性如表1所示。
2 SVG的技术特点SVG采用了空间矢量脉宽调制（SVPWM）控制策略和基于瞬时无功功率理论的无功电流检测方式，结合链式结构，解决了在接入系统受到扰动时所引发的各种问题，实现了无功补偿方式质的飞跃。
SVG和电容器组配合解决复杂电能质量问题的研究发布时间：2021-05-27T16:35:27.597Z 来源：《当代电力文化》2021年第5期作者：尚保旗[导读] 对现有解决方案进行了改进，以解决电力电子设备接入电网造成的电能问题，尚保旗国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司 839000摘要：对现有解决方案进行了改进，以解决电力电子设备接入电网造成的电能问题，并为可变电容器和SVG的使用提供了一个综合无功补偿方案。
介绍系统的工作原理。
结果表明，该装置可以采用阶梯式补偿系统无功功率，提高功率因数，提高电能质量。
关键词：可变电容器组；控制策略；电能质量；ＳＶＧ伴随着国家的经济，电力负荷、冲击和非线性负荷能力都在增加。
电压波动、闪变和三相电源越来越引起人们对电能质量的关注。
这些特点是评估能源质量的重要指标，为选择补偿方法、设备和技术措施提供了依据。
电网非线性、不对称和冲击负荷的增加对非线性负荷向电力系统的增加产生了不利影响。
不对称负载加剧了不平衡度；快速冲击载荷吸收电网无功，产生电压波动和闪变，降低有效出力，降低产品生产，缩短设备寿命。
一、电能质量问题及其发展问题包括电压闪烁、瞬时电压或跌落、谐波畸变、相电压不平衡等；电流质量问题是电力电子设备及其他非线性负荷(包括谐波、无功、不平衡负荷电流等)造成的电流闪烁。
电力系统各种干扰引起的电能质量问题可分为两部分稳态和暂态。
稳态电力质量问题的特点是波形畸变，主要包括谐波、间谐波、波形凹陷和噪声；过渡电力的质量问题通常以过渡状态的频谱和持续时间为特点。
电力系统中电能质量中断的性质、特点、原因、后果和解决办法。
我国长期存在的电能质量问题，如非线性负荷、谐波、不对称和低(过度)电压等，已经进行了深入研究，并取得了相当大的进展电压质量下降可能造成巨大的经济损失，因此，人们越来越关注动态电压质量问题，这是近年来随着信息技术的传播而出现的一个新的电能质量问题。
电力质量问题引起了全世界的严重关切对数量的需求不断变化。
第4章 SVG对供电系统电能质量的改善4.1 矿业系统中SVG的作用4.1.1电机、整流负载对电网电能质量的影响整流负载，由于电力电子器件的非线性和波形非正弦的特点，由电力电子器件组成的整流设备的电源侧（网侧）的电流不仅含有基波，还包含丰富的谐波，其注入电网的谐波电流分为特征谐波和非特征谐波两类。
非特征谐波在理想状态下不存在，但由于整流机组(或系统) 间负载不均衡，交流侧三相电压或阻抗不对称等，则产生非特征谐波。
整流系统在整个运行期间功率因数偏低，这些都会给电网的运行和效率带来不良的影响，同时也会对接在该公用电网中的其他用电设备带来一些不良的影响甚至危害。
随着由电力电子器件组成的整流装臵的广泛应用和容量的不断增加，上述给公用电网和其他用电设备带来的不良影响（有人称之为电网污染或公害）日益显著。
因此，在设计或构成一个整流系统时，必须考虑谐波治理及无功功率补偿的问题。
综上所述，整流设备对电网的不利影响主要表现在：—平均功率因数低—产生谐波电流4.1.2 改善矿业系统变电站运行性能的措施除了合理的进行规划设计外，有必要采取改善变电站运行性能的有效措施。
降低各种负载对电网的影响，除了合理选择接入电网的地点和方式，增加接入点的短路容量外，改善矿业系统变电站的运行性能有两个基本的途径，其一是选用性能优良的各种无谐波高功率因数的高、低压变频器和配套电机等；其二是在现有的变电站的基础上，通过装设灵活的调节装臵来改善系统的运行性能，如动态的无功调节装臵（SVG）等。
4.1.3 加装SVG的必要性1）谐波对供电变压器的影响谐波对供电变压器的影响主要是产生附加损耗，温升增加，出力下降，影响绝缘寿命。
2）谐波对旋转电机的影响谐波对旋转电机的主要影响是产生附加损耗，其次产生机械振动，噪声和谐波过电压。
3）谐波对电缆及并联电容器的影响，当产生谐波放大时，并联电容器，将因过电流及过电压而损坏，严重时将危及整个供电系统的安全运行。
APF,SVG共同治理谐波以及功率因数，并杜绝谐振的应用上海正泰电源系统股份有限公司，自主研发的电能治理产品，架构及技术源自太阳能光伏系统的传承，经过了长期及大量研发和系统算法积累等经验，一经推出，在治理谐波及无功补偿方面变现了相当不错的效果。
电能质量产品APF(谐波治理)，SVG（动态无功补偿）产品：●均采用三电平架构，模块化设计；●SVPWM控制技术；●采用IGBT作为逆变器件；●双芯片控制（DSP，CPLD）,提高系统的动态工作性能。
三电平架构●每个器件只承受母线电压的一半。
●dv/dt降低为两电平的一半。
输出电压电平数的增多，每个电平相对幅值降低，电压变化减少，电流脉动降低，降低电磁干扰。
治理效果总结开启有源电力滤波器APF及动态无功补偿SVG后：●A\B\C三相电压畸变率分别由14.1%\14.6%\14%下降到1.9%\2.4%\1.8%，显著降低了现场设备的谐波电压含量。
满足国标GB14549-93的要求。
●A\B\C三相电流畸变率分别由46.1%\46.4%\46%下降到1.7%\2.7%\2.4%，显著降低了现场设备输出的谐波电流含量。
●A\B\C三相电流曲线由原先不规则的波形变为稳定的正弦波回馈电网，对电网稳定运行起到了积极的作用。
●针对单次谐波数据分析，有源电力滤波器APF的使用，显著降低了现场的谐波电流含量，有效保护了现场用电系统的稳定运行。
●有源电力滤波器APF的开启前后，三相系统电压及电流波形发生变化，三相电流波形统一由原先明显的复合型波形归于与电压波形相同的正弦波型。
●动态无功补偿SVG替代传统的电容无功补偿系统，避免由电容无功补偿系统引起的谐振问题，从而使系统运行更平稳，保护用电设备。
●动态无功补偿SVG及源电力滤波器APF的开启前后，功率因数显著提高，从而减免用电企业的电费利率罚款。
PF(含谐波分量)功率因数分别由0.697/0.726/0.751大幅提升至0.971/0.958/0.967;COSφ(不含谐波分量)功率因数从0.911/0.941/0.928提升至0.979/0.993/0.972。
基于SVG矿热炉（电弧炉）无功补偿与电能质量改善措施及方法一、总则对于矿热炉来说，电能质量直接影响电力的安全性和稳定性。
一般测量矿热炉电能质量的基本指标包括电压和频率两种类型，还有其他相关指标，如谐波、三相电压对称性等。
一旦这些显示器异常，它将直接导致矿热炉电容器和电缆线路的故障和损坏、保护装置的故障，以及增加变压器谐振。
在研究矿热炉运行的同时，不仅要考虑负荷的分布，还要考虑无功功率和有功功率的最佳分布以及矿热炉电能质量的相关指标。
检查改变电能质量指标的原因，采取各种措施解决根据各种情况，确保矿热炉运行的安全性和稳定性，确保持续供电。
二、基于SVG无功补偿概述1.1 电无功补偿概念：在矿热炉中，电气设备一方面消耗有功功率，另一方面消耗无功功率。
设备的电磁部件在建立磁场时消耗的电能。
在供电期间，电容器消耗一定量的电能以建立电场，该电场也在无功功率范围内。
电气元件的结构特性的差异决定了电流是超前还是滞后。
当电流在电容元件上工作时，电流滞后，并且当电流作用于电感元件时，电流流动并且电容电流与电感器电流的方向相反。
如果电容器和电感元件存在于同一电路系统中，则电路中的无功功率将被抵消。
因此，偏移特性可用于在电路的同步补偿器中产生负无功功率，或者可设计合理的电容与电感比，由整个电路产生的无功功率和由电抗产生的电流功率相互抵消。
无功功率补偿进一步改善了矿热炉的当前电能质量。
1.2 电无功补偿的作用：电能无功补偿具有降低矿热炉电能损耗，降低电压损耗，降低传输电流，保证电热炉稳定一致的电能的作用。
最大限度地降低电力传输中的无功功率，增加电网中的有功功率，补偿无功功率，提高性能功率因数。
此外，无功功率的补偿还可以降低电力生产成本并节省矿热炉的容量。
随着功率因数的增加，网络中有功功率的比例增加，线损减小，从而提高了矿热炉的性能质量。
因此，矿热炉中无功功率的补偿不仅可以提高电能质量，还可以提高经济性。
1.3 电能无功补偿原理：（1）改善自然功率因数。
无功控制的电铁电能质量治理装置和运用分析电气化铁路项目运作阶段使电网系统容易滋生低功率因数、大负序电流，降低电网运行过程的安稳性。
为应对以上情况，提出在铁路车站周边安置无功补偿装置（SVG）的建议，并拟编了SVG并联式运转及联合应用高压电容器组的补偿方案，规划SVG的控制思路。
工程实践表明，该装置投用后，电网系统功率因数从昀初的0.78提升至0.97，不均衡度由昀初的20.44%降至1.80%;系统谐波频率明显降低，3次与5次谐波的含有率均值由昀初的23.35%、12.35%依次降至4.43%、2.47%，这提示SVC能较明显的优化牵引网的电网品质，值得推广。
标签：电气化铁路;牵引变电站;谐波;无功控制无功补偿;电能质量现如今，电力机车投运数目持续增加，电网系统运行阶段谐波含量高、电压不均衡等电能质量缺陷也陆续出现，且日渐严重化。
过往为有效治理、优化铁路电能质量，通常是将三相SVG安装在牵引站高压端，进而实现就地补偿，以上治理手段实施阶段补偿装置无法直接作用在电铁负荷端，治理方位和电能质量污染始源地相距较远，故而，在治理以上电能质量缺陷方面效果欠佳，且三相SVG 建设成本偏高、占地面积偏大[1]。
笔者提出将无功发生器三相SVG与电容组增设到车站内的建议，借此方式实现对电网系统无功功率的动态式补偿，借此方式强化动车周边供电活动的安稳性。
1电铁SVC工作原理谐波滤波支路（CFC）、晶闸管控制电抗器（CTCR）支路是电铁SVC的主要构成。
其中，基于机车牵引负荷形成的3、5、7等诸多谐波电流特征去設计CFC，设定3次与5次CFC。
CTCR支路的构成以反并联晶闸管阀组、相控电抗器为主。
3次与5次CFC的功能是提供恒定的容性无功，SVC控制器结合牵引网电压（u）、电流（i）指标设定控制角（α），α的作用是整改相控电抗器内流经的电流，借此方式确保TCR能供应出可调控的感性无功。
如果负荷（电力机车）的无功是Qz，那么可以使用负荷与SVC无功功率两者的和测求出系统供给的无功功率（QN）。
SVG用于单相负荷电能质量综合治理时相电流指令的计算王宝安;商姣;陈豪【摘要】针对三角形级联静止无功发生器(SVG)用于单相负荷电能质量综合治理时指令电流的计算方案进行了研究.将指令电流分为基波电流指令和谐波电流指令两部分.其中,基波电流指令的计算采用基于电纳补偿原理的Steinmetzs理论,谐波电流指令的计算可采用单相谐波全补偿策略、以环流等于0为约束原则的谐波补偿策略、谐波均分补偿策略这3种谐波电流补偿策略,并从SVG每相电流有效值、SVG中开关器件的通态损耗、SVG中开关器件的电流容量3个角度对比了3种谐波补偿策略.在PSCAD中建立了低电压七电平SVG的仿真模型,并搭建了低压实验样机,分别通过仿真和实验验证了所述指令电流计算方案的正确性.【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2016(036)002【总页数】8页(P57-64)【关键词】静止无功发生器;三角形连接;单相负荷;电能质量;指令电流;谐波分配;谐波分析;计算【作者】王宝安;商姣;陈豪【作者单位】东南大学电气工程学院,江苏南京210096;东南大学电气工程学院,江苏南京210096;东南大学电气工程学院,江苏南京210096【正文语种】中文【中图分类】TM760 引言随着电力电子技术的广泛应用，配电网中的三相不平衡负荷、非线性负荷越来越多［1-2］。
为保证配电网的电能质量，各种电能质量治理装置被引入配电网中。
最初，配电网的功率因数和三相不平衡度是衡量电能质量优劣的2个重要指标。
为补偿电网中的无功电流和三相不平衡，工程应用中多采用静止无功补偿器（SVC）和静止无功发生器（SVG）［3-4］这类电能质量治理装置。
SVC的体积庞大，工作时会产生谐波电流，且动态响应速度慢、补偿范围较窄；而SVG具有体积小、电流畸变率小、动态响应速度快等优点［5］。
然而，在配电网中，电能质量问题不仅仅局限于低功率因数和三相不平衡，如电气化铁路牵引负荷，其大多为单相整流桥形式，如韶山-1型机车、韶山-3型机车，会产生大量谐波电流，远远超过国标所规定的限值［6］；工业中广泛应用的电弧炉、电渣重熔炉也会向电网中注入大量谐波电流［7］。
