静止无功功率补偿器
静止无功补偿装置(SVC)介绍资料
南京南瑞继保电气有限公司
主要内容
概述
工作原理 SVC技术发展现状 南瑞继保SVC主要构成 南瑞继保SVC主要性能及技术优势 重点应用 SVC工程应用实例及补偿效果 SVC的型号和主要参数
概述
电网存在的问题
部分输电网可能过载而另一部分却未被充分利用； 最大静态稳定传输功率不足，有待进一步提高； 长距离电力传输过程中的过电压应该被有效抑制; 可能出现的次同步振荡（SSR）必须快速阻尼。 来自一些大功率负荷的谐波电流，应该滤除； 某些弱系统，需要大量动态无功来维持其电压稳定； HVDC换流站，为保证可靠稳定工作，也需要补偿一定的无功。
南瑞继保
中国电科院
鞍山荣信
西电科技
阀组触发系 统 散热器
冷却水管 支路水管 水管接头焊 接 触发单元
SVC发展现状
国内主要SVC制造公司的产品性能比较
厂家 主要指标
触发光缆 晶闸管元件 更换 阀组冷却系 统 阀组结构 全部单进单出 更换方便，单 人可完成 水冷或水风冷 却 立式阀，占地 小 观察维护方便 开环抑制闪变 和闭环提高功 率因数双调节 器 专业控制保护 制造厂家，利 用了高压直流 输电控制保护 平台，可靠性 高。占地更小， 操作通信非常 方便。 有两进八出等 至少要两人完 成更换 水水或水风冷 却 卧式阀 占地面 积大 加权合并的单 调节器 无 至少要两人完 成更换 热管风冷却， 须外配大功率 空调 卧式阀 占地 面积更大 约2 倍水冷阀面积 有两进八出等 至少要两人完 成更换 水水或水风冷 却 卧式阀 占地面 积大 功能单一的单 调节器
热备用和冗 余
可以另外加
无
SVG(静止无功发生器)与SVC(无功补偿器)的作用及区别
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StaticVarGenerator的缩写，意思是静止无功发生器；SVC是英文StaticVarCompensator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。
静止无功补偿器TCR+TSC设计研究
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汇报人：XX
控制系统软件设计
控制系统软件设计概述 控制系统软件设计流程 控制系统软件设计关键技术 控制系统软件设计实例分析
TCR+TSC的仿真 与实验验证
仿真模型的建立
仿真模型的构建方 法
仿真模型的参数设 置
仿真模型的验证过 程
仿真模型的结果分 析
仿真结果分析
仿真模型的建立 与验证
TCR+TSC控制策 略的仿真结果
控制系统的组成
控制系统硬件：包括主控制器、驱动电路、晶闸管阀组等 控制系统软件：用于实现控制算法和逻辑控制 通讯系统：实现控制系统与上级控制系统的数据交换和信息交互 保护系统：对系统进行过流、过压、欠压等保护
控制策略的选取
选取依据：系统稳定性、动态响应速度、无功补偿效果等 常见控制策略：PID控制、模糊控制、神经网络控制等 控制策略实现方式：通过控制器对TCR和TSC进行实时控制 控制策略的优化：根据实际运行情况对控制策略进行调整和优化
TCR+TSC的设计 原理
TCR的设计原理
静止无功补偿器 TCR+TSC的组成
TCR的工作原理
TCR的控制策略
TCR的应用场景
TSC的设计原理
TSC采用基于 磁通补偿原理 的无功补偿技
术
TSC通过控制 晶闸管的导通 角来调节无功 电流的大小和
方向
TSC具有响应 速度快、调节 范围广、运行
稳定等优点
实验结果与仿真 结果的对比分析
性能评估与优化 建议
实验验证方案
实验目的：验证 TCR+TSC在静 止无功补偿器中 的性能表现
实验设备： TCR+TSC装置、 可编程电源、测 量仪表等
静止无功补偿器((TCR+FC)SVC)
SVC-技术参数
项目 电网电压（kV） TCR 额定功率（Mvar） 晶闸管阀组结构 晶闸管冷却方式
晶闸管型式
触发方式 控制系统 控制方式 无功调节范围 调节方式 调节系统响应时间 噪声水平 辅助电网供电电压 使用期限
规格
6
10 27.5
35 66
6-300
组架开放式
热管自冷、水冷却
电触发晶闸管（ETT）或 光控晶闸管（LTT）
--------------------------------------------------------------------------◆ 轧机
轧机及其他工业对称负载在工作中所产生的无功冲击会对电网造成如下影响： ■引起电网电压降及电压波动，严重时使电气设备不能正常工作，降低了生产效率 ■使功率因数降低 ■负载的传动装置中会产生有害高次谐波，主要是以 5、7、11、13 次为代表的奇次谐波及旁频，会使电网 电压产生严重畸变
◆ 先进的全数字控制系统
系统响应时间小于 10 ms 分相调节 自诊断 远程监控 ---------------------------------------------------------------------------
◆ 国内唯一的高压全载检测试验成套技术
72 小时高压全载动态连续运行成套试验检测技术 SCR 阀组成套试验技术 满足 IEC61954 要求
◆ 高可靠的 SVC 可控硅阀技术
直挂于 6 KV，10KV，35KV 系统 标准组架式结构 SCR 合理冗余设计 高效热管冷却和全密闭纯水冷却 光电触发和光触发 ---------------------------------------------------------------------------
静止无功补偿器
静止无功补偿器
静止无功补偿器（Static Var Compensator，SVC）是一
种电力系统中用来补偿无功功率的装置。
它通过改变电流
的相位和大小来调整电力系统中的无功功率，以维持系统
的电压稳定。
静止无功补偿器主要由功率电子器件（比如可控硅和可控
开关等）、电力电容器以及控制系统组成。
当系统的无功
功率不平衡或者电压波动时，静止无功补偿器能够通过控
制电容器的电压和电流来实现电力系统的无功功率的调节。
静止无功补偿器在电力系统中的应用可以提高电力系统的
稳定性和可靠性，并且可以减少系统的无功损耗和电压波动。
它可以用于电力变电站、输电线路、大型工业用电系
统等场合。
静止无功补偿器是电力系统中的重要设备，它可以有效地改善电力系统的无功功率问题，提高电力系统的运行效率和稳定性。
SVC静止型动态无功补偿解决方案教程文件
SVC静止型动态无功补偿解决方案1系统需求概述随着中国经济的迅猛发展以及新能源应用的推进，对电力系统运行的安全性、可靠性和经济性以及对电能的质量的要求越来越高。
一些大功率负荷的投入、退出，或者系统局部故障等，都会造成系统中有功功率和无功功率的大幅扰动，从而对电网的稳定性和经济性产生影响。
同时，这些扰动引起的电磁暂态过程产生的过电流和过电压又往往会危害到有关电器设备的安全。
快速有效地调节电网的无功功率，使整个电网负荷的潮流分配更趋合理，这对电网的稳定、调相、调压、限制过电压等等方面都是十分重要的。
另外，现在的直流输电工程日益发展，大功率换流装置（无论整流或逆变）都需要系统提供大量无功功率。
特别是一端为弱系统或临近的交流系统发生故障时，如果不能迅速补偿大幅度波动的无功功率，就会导致系统失控或瓦解。
在SVC出现前，人们除了精心设计和布局整个电网外，往往采用下面几种经典的办法或设备来调节电网的无功功率。
1）、适当调节发电机励磁，以调节机组运行功率因数。
2）、在交流系统适当地点（或直流输电弱系统侧）装设同步调相机。
3）、使用带抽头或有载开关的变压器，通过调节电网某些点的电压来调节潮流。
4）、采用串联补偿电容器来改善受端电压，提高电网极限传输能力并增强系统的稳定性。
5）、用开关投切并联电抗器或电容器，以满足系统随时变化的无功功率需求量，达到调相调压的目的。
这几种措施和方法，有些因其固有的优点，迄今仍为人们采用着。
但是，许多方法明显存在着响应速度慢、调节性能差、运行维护和管理不便、长年运行损耗过大、自动监控跟踪性能差以及对整个电网的技术效益和经济效益都偏低等等缺陷。
现在，性能优良的SVC（静止型动态无功补偿器）正逐步替换这些陈旧的设备。
尤其在一些重要的场合，如大型钢厂，风力发电厂以及在大型复杂电网运行中有特殊要求的电站，SVC正获得越来越全面的应用。
下文根据几种SVC典型的用户类型和容量详细介绍SVC产品，并给出了推荐配置方案及组屏设计实现方案。
静止无功补偿发生器
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。
高压静止无功补偿.doc
高压静止无功补偿1 引言目前，我国电网的建设和运行中长期存在的一个问题是无功补偿容量不足和配备不合理，特别是可调节的无功容量不足，快速响应的无功调节设备更少。
近年来，随着大功率非线性负荷的不断增加，电网的无功冲击和谐波污染呈不断上升的趋势，无功调节手段的缺乏使得母线电压随运行方式的改变而变化很大，导致电网的线损增加，电压合格率降低。
此外，随着电网的发展，系统稳定性的问题也愈加重要。
动态无功补偿技术是一种提高电压稳定性的经济、有效的措施。
另外，动态无功补偿技术在冶金、电气化铁路、煤炭等工业领域的客观需求也很大。
在目前情况下，采用tcr静止型动态无功补偿装置（svc）对于消除轧机和其他大型电动机等对称性负载所产生的无功冲击是很有效的，电网电压波动明显改善，功率因数明显提高，是一种技术含量高、经济效益显著的新型节能装置。
2 svc的基本类型和结构svc的补偿原理是通过控制晶闸管触发角，改变接入系统中的svc等效电纳的大小，从而使svc达到调节无功功率的目的。
静止电抗器" title="电抗器">电抗器的静止无功补偿装置（saturatedreactor- sr）；第二类是晶闸管控制电抗器（thyristor control reactor—tcr），晶闸管投切电容器（thyristor switch capacitor- tsc），这两类装置通称为svc （staticvar compensator）。
2.1 具有饱和电抗器的补偿器" title="无功补偿器">无功补偿器（sr）饱和电抗器分为自饱和电抗器和可控饱和电抗器两种，相应的无功补偿装置也就分为两种。
具有自饱和电抗器的无功补偿装置是依靠电抗器自身固有的能力来稳定电压，它利用铁心的饱和特性来控制发出或吸收无功功率的大小。
可控饱和电抗器通过改变控制绕组中的工作电流来控制铁心的饱和程度，从而改变工作绕组的感抗，进一步控制无功电流的大小。
静止无功补偿装置(TCR)
装 置 是 同步 调 向 机 （ ｙ ｃｒｎ ｕ ｏ ｄｎｅ 一 一 Ｓ ｎｈｏ ｏ ｓＣ ｎ ｅｓｒ Ｓ ， Ｃ）它是 专 门用来 产 生无 功 功率 的同 步 电机 ， 过 在
ｔ ｎ ｃｐ ｃｔ ｒｃ ｒｅ ｔ ｓｓ ｆ ｎ ｅｉｂｅｗｉ ｈ ｒ ｃｅ ｓｉｓｏ ｉ ｌ ｔｕ ｔ ｒ ，ｆｓ ｅ ｐ ｎ ｅ ｉ ａ ａ ｉ ｕ ｒ ｎ ，ｉ ａ ｅａ ｄ ｒｌ ｌ ｔ ｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｆｓｍｐｅｓｒ ｃｕ ｅ ａ ｔｒ ｓ ｏ ｓ． ｏ ｏ ａ ｈ ｉ ｃ
中 图分 类 号 ： ＴＭ４ ； Ｍ ５ ７ Ｔ ３ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ １９ ３ （０ ０ ０—０ ７０ １７ —１ １ ２ １ ） １０ ６—３
Ｓ ａｉ ｒＣｏ ｅ ｓ ｔｒ（ ｔｔｃＶａ ｍｐ ｎ ａｏ ＴＣＲ）
Ｚｌ ＡＩＸｉ ｏ ｌｎ ｔ ａ －ｉ ｇ，Ｗ ＡＮＧ ｎ －ａ ｇ Ｈｏ ｇ ｆ ｎ （ ｎ ｌｉ ｍｐｎ ｌ ｗ ｖ ｒＩｒｇ ｔｏ ｇｎ ｅ ｉｇＡｕ ｈ ｒｔ ｆＷ ｅｎ ｎ Ｃｉ Ｈｅ ａ ｇ ｈ ａ ｘ １ ３ ０ Ｄｏ ｇｅ Ｐｕ ｉｇ Ｙｅｌ Ｒｉｅ ｒｉａ ｉｎ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ｔｏ ｉｙｏ ｉａ ｔ ｏ ｙ， ｙ ｎ ，Ｓ ａ ｎ ｉ７ ５ ０ ，Ｃｈｎ ） ｉａ
reactivepowercompensationshifttrigger1前言随着电力系统的发展对无功功率进行快速动态补偿的要求越来越高传统的无功功率动态补偿装置是同步调向机synchronouscondenser一一sc它是专门用来产生无功功率的同步电机在过励磁或欠励磁的不同情况下可以分别产生不同大小的容性或感性无功功率
Ｋｅ ｌ ｓ ｅ ｃ ｉｅ ｐ ｗｅ ｏ ｅ ｓ ｔ ｎ ｈ ｆ ｒｇ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ：ｒ ａ ｔｖ ｏ ｒ ｃ ｍｐ ｎ ａ ｉ ；ｓ ｉ ｔ ｇ ｒ ｏ ｔｉ
浅谈静止无功补偿装置(SVG)在风电场的应用
浅谈静止无功补偿装置（SVG）在风电场的应用摘要：风资源的不确定性和风电机组本身的运行特性使风电机组的输出功率是波动的，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，对于大容量风电场接入系统时还存在稳定性问题，都需要动态无功补偿系统。
另一方面，系统电压的波动也会对风机的正常运行造成影响。
本文分析了静止无功补偿装置（SVG）在风电场的应用。
关键词：静止无功补偿装置（SVG）；风电场；应用电力系统为保持电压稳定而进行的电压调整过程，就是电网无功功率的补偿与再分配过程，通过无功补偿可以稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。
以往多采用电容器组实现功率补偿，用常规接触器进行电容投切，但是投切式补偿电容的方法只能实现有极调节，并且受机械开关动作时间限制，响应速度慢，不能满足对波动较频繁的风电场无功负荷补偿要求。
一、风电场无功容量的要求风电场的无功补偿可以采用电力电子器件与储能元件构成的静止动态无功补偿装置，其显著特点是响应时间短，能快速、平滑无级地调节容性及感性无功功率，实现无功功率的实时动态补偿。
目前，风电场较常使用的静止无功补偿器主要有三种类型：晶闸管可控电抗器TCR型、磁阀式可控电抗器MCR 型和晶闸管投切电容器TSC型。
此外，静止无功功率发生器SVG或称静止型同步补偿器也得到了越来越广泛的应用。
二、静止无功补偿装置（SVG）在风电场的应用1.设备构成。
静止无功发生器（简称为SVG）是指利用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，装置变流器包含直流电容和逆变桥2个部分，其中逆变桥由可关断的半导体器件绝缘栅双极型晶体管组成。
变流器电路经过电抗器并联在电网上，通过调节逆变桥中器件的开关，可以控制直流逆变为交流电压的幅值和相位，通过检测系统中所需的无功，可以快速发出幅值相等、相位相反的无功功率，实现动态无功补偿的目的。
系统主电路采用经串联电抗器直接接于母线链式串联结构，每相由若干个阀体模块组成，并采用冗余设计，满足“N-1”的运行要求，成套装置以母线无功及母线电压作为控制目标，由成套装置的控制系统综合控制以实现从感性到容性之间的连续自动可调，可动态跟踪电网电能质量变化，并根据变化情况动态调节无功输出，实现任意风段的高功率因数运行，装置无功调节时间小于10ms。
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。
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％。
静止型动态无功补偿器SVC基础知识讲解
7、下列情况补偿装置的投退 (1) 正常情况下，补偿不退出运行。 (2) 当35kV母线电压超过电容器额定电压的1.1倍或者电流超 过额定电流的1.3倍以及电容的环境温度超过55℃时，均应将 其退出运行。 (3) 35kV母线失压后，必须将补偿装置退出运行。 (4）电容器的投退必须使用断路器，电容器退出后需放电 10min，方可重新投入（放电线圈正常）。
8、当补偿装置发生下列情况之一时，应立即退出运行 (1)电容器外壳明显膨胀，喷油，起火或爆炸； (2)电容器套管发生破裂或有闪络放电； (3)电容器内部或放电设备严重异常响声； (4)联接头严重过热或熔化
9、 TCR阀组维护 (1)、除尘 虽然TCR阀组安装在室内，但由于其本身带有高压电，会吸附 空气中的灰尘，所以阀组运行两个月要进行一次清理灰尘，采 用电吹风机除去散热器、电阻、电容，触发机箱、框架等部位 的灰尘。具体步骤如下： a）确认断路器断开。 b）确认TCR阀组停止运行。 c）确认阀组主回路挂接地线。 d）清除灰尘。 e）拆除全部接地线。 f）恢复运行。
(2)、紧固件检查 检查支撑绝缘子安装螺栓的紧固情况。 检查主电路电缆的连接情况，护线软管有无破裂。 检查控制插头的连接情况，插头、插座有无损坏，光纤有无损 坏。 检查阀组框架有无明显裂纹和变形，检视表面的油漆剥落和腐 蚀情况。
(3)、一般故障的处理 一般故障包括电阻故障、电容故障等。 处理步骤如下： 1）确认断路器断开。 2）确认TCR阀组停止运行。 3）确认阀组主回路挂接地线。 4）找到故障的零件进行维修或更换即可。
■空心 ■铝绕组 ■环氧树脂固封 ■空气绝缘 ■自然冷却
3.维护使用以及故障处理
• 1、设备投运 • 确认设备正常及补偿装置断路器处于分闸位； • 依次合上隔离刀闸； • 关好滤波补偿装置门锁； • 确认各种指示和监控正常； • 断路器合闸送电。
静止无功补偿器(SVC)仿真研究毕业论文
中国矿业大学本科生毕业设计姓名：张贵稀学号：21056373 学院：应用技术学院专业：电气工程及其自动化设计题目：静止无功补偿器（SVC）仿真研究专题：指导教师：马草原、王崇林职称：讲师、教授2009年6月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院应用学院专业年级电气05－1 学生姓名张贵稀任务下达日期：2009年3月9 日毕业设计日期：2009年3月9日至2009年6月5日毕业设计题目：静止无功补偿器（SVC）仿真研究毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：低功率因数是供电系统普遍存在的问题，已成为供电领域迫切需要解决的重要课题之一。
无功补偿是维持电网电压稳定，维护电力系统安全运行的重要手段。
无功补偿技术是当前研究的热点之一。
无功补偿技术主要包括大功率电子器件、无功电流检测方法、无功的补偿控制技术等主要内容。
基于本国国情，在我国较长一段时间内，静止无功补偿器(SVC)仍然占据重要地位，因此，本文选择以静止无功补偿器((SVC)为无功补偿研究对象。
本课题要求：1 熟悉SVC主电路的结构特点；2 分析SVC的工作原理，建立合适的模型；3 熟悉SVC的常规控制策略；4 利用PSCAD建立SVC的仿真模型并利用仿真模型分析SVC对负荷进行无功补偿的过程。
院长签字：指导教师签字：中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩摘要电网功率因数偏低已成为当今供电领域迫切需要解决的重要课题之一。
在调功器控制的电加热系统中静止无功补偿器(SVC)的应用
在调功器控制的电加热系统中静止无功补偿器 (SVC)的应用摘要：随着电力电子技术不断发展，电加热系统逐步走向大功率、高频化。
静止无功补偿器中电抗器和电容器都是产生无功功率的重要部分，以系统需求为依据，调节电容性无功或者电感性无功。
固定电容器和晶闸管控制电抗器(FC+TCR)是较为普遍的静止无功补偿装置，在电力系统中使用较多。
静止无功补偿装置可以通过调整TCR中晶闸管的触发延迟角度来解决连续调节补偿装置的无功功率问题。
基于此，本文主要探讨了在调功器控制的电加热系统中静止无功补偿器的应用，可供参阅。
关键词：调功器控制；电加热系统；静止无功补偿器1调功器控制的电加热系统设计1.1硬件设计1.1.1静止无功补偿器设计SVC是一种能够实现对有功功率或无功功率进行快速调节、保持电网电压的良好水平以及提升电力系统暂态稳定性的重要设备。
SVC包括可控电感和电容支路两部分，电感电容支路类型可分为饱和电抗器、晶闸管控制电抗器等几种。
常用SVC的性能比较如表1。
表1经过比较性能，选用FC-TCR型静止无功补偿器。
具体设备参数如表2。
表2在FC-TCR型SVC中，所有TCR支路由统一的晶闸管阀和分裂电抗器串联控制。
为保证晶闸管阀的额定电压为10kV，将数个晶闸管串联起来，同时兼顾晶闸管电压承受能力。
当两个晶闸管的正负半周交替导通时，可有效控制交流电流的开启和关闭。
在电压各正或负的半周中，当电压处于峰值与零点之间时，可以有效触发晶闸管，使晶闸管在正向电压的作用下得以导通，电抗器开始运行。
当投入时间相位发生变化时，电抗器的电流有效值也会有所变化，因此多以此方法控制电抗器，借此改变吸收的无功功率，确保电加热系统的母线电压始终保持在允许范围内。
由于连续调节性以及响应速度快的特点，导致SVC可以对无功功率进行动态补偿，确保补偿点电压近似保持不变。
1.1.2晶闸管交流调功器作为半导体交流功率控制器中的一种，晶闸管交流调功器以晶闸管作为开关元件，是一种可以快速、精准地控制开关时间的无触点式开关，也是一种具有高精度的自动控温系统的终端控制设备。
静止无功补偿器工作原理
静止无功补偿器（STATCOM）是一种用于电力系统中的电力质量控制设备，它可以实时响应电力系统中的无功功率需求变化，通过调节电流的相位和幅值，提供无功功率的动态补偿。
本文将详细解释与静止无功补偿器工作原理相关的基本原理。
1. 无功功率的产生和补偿在电力系统中，无功功率是由电感和电容元件引起的。
电感元件（如电感线圈、变压器等）会产生感性无功功率，而电容元件（如电容器、电缆等）会产生容性无功功率。
这些无功功率会导致电压的波动和不稳定，影响电力系统的运行和电力质量。
静止无功补偿器可以通过控制电流的相位和幅值，实时地调节电力系统中的无功功率，使其与有功功率保持平衡，从而提高电力系统的稳定性和可靠性。
2. 静止无功补偿器的基本原理静止无功补偿器主要由一个直流电压源、一个逆变器以及一个电流控制系统组成。
2.1 直流电压源静止无功补偿器的直流电压源通常由一个直流电压源和一个电容滤波器组成。
直流电压源通过电容滤波器提供稳定的直流电压，用于逆变器的工作。
2.2 逆变器逆变器是静止无功补偿器的核心部件，它将直流电压转换为交流电压，并通过控制电流的相位和幅值来实现无功功率的补偿。
逆变器通常采用可控硅器件（如GTO、IGBT等）作为开关元件，通过不断开关和导通这些器件，可以产生可控的交流电压。
逆变器的工作原理如下：1.通过控制开关器件的导通和开断，逆变器可以产生可控的脉冲宽度调制（PWM）波形。
2.逆变器通过PWM波形控制开关器件的导通时间，从而控制输出电压的幅值。
3.逆变器还通过改变PWM波形的相位，控制输出电压的相位。
2.3 电流控制系统电流控制系统是静止无功补偿器的核心控制部分，它通过检测电力系统中的电流和电压，实时计算出无功功率的补偿需求，并控制逆变器的工作，实现无功功率的动态补偿。
电流控制系统的工作原理如下：1.电流控制系统通过电流传感器和电压传感器实时检测电力系统中的电流和电压。
2.电流控制系统根据检测到的电流和电压信号，计算出电力系统中的无功功率需求。
静止无功补偿发生器SVG STATCOM介绍
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。
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图2 鞍山红一变SVC国产化示范工程
在冶金行业及电气化铁道上的应用
110kV
25km
27.5kV
27.5kV
25km
电力机车
电力机车 铁轨
图3 陕西宝鸡某牵引变电所SVC接线图
图3所示为安装在西安铁 路分局宝鸡段某牵引变 电所的SVC。在仅由固定 电容器补偿条件下，功 率因数为0.85左右（考 核值为0.9），每月都要 缴纳低功率因数罚款， 加装SVC系统之后，功率 因素提高到0.95，除得 到当地供电部门奖励外， 所需费用投资也在一年 多时间内收回，经济效 益相当显著。安装在各 地铁路部门的SVC总体补 偿效果也令人满意 。
1.静止无功补偿器的简介 2.静止无功补偿器的结构 3.静止无功补偿器的基本应用
目 5.结语 录
4.静止无功补偿器的发展
静止无功补偿器简介
• 静止无功补偿器(Static Var Compensator)，是将电容器（及电抗器 支路）与输电线路并接，通常接于开关站或变电所母线，通过晶闸管 控制的无功功率动态补偿，调节母线电压和线路无功功率在所需水平 上，从而提高电力系统稳定性，扩大线路输送容量。 • 静止同步无功补偿器是目前技术最为先进的无功补偿装置。它不再采 用大容量的电容器，电感器来产生所需无功功率，而是通过电力电子 器件的高频开关实现对无功补偿技术质的飞跃，特别适用于中高压电 力系统中的动态无功补偿。
• 随着电网互联的发展，为提高电网输电能力和系 统稳定性可以因地制宜的采用动态无功补偿技术 ；同时，随着电力市场的发展，加大动态无功补 偿技术的应用可以增加电网电压和无功的调节能 力，降低网损和提高电网运行的经济性；此外， 采用合适的动态无功补偿技术，可以抑制非线性 负荷产生的谐波、负序电流、有功和无功冲击等 ，提高电能质量。电网的技术改造也需要新型动 态无功补偿技术替代调相机。静止无功补偿器以 其能够快速、平滑的调节容性和感性无功功率， 实现动态补偿，在电力系统中必将得到广泛的应 用。
66kV母线 35kV母线
3rd
3rd
5th
5th
7th
7th
TCR
SVC代替原有调相机实现 对电网的动态无功调节， 其经济效益显著，主要 表现在：减少了无功功 率远距离的输送，降低 了网损；与调相机相比， 降低了运行维护费用； 改善了系统潮流分布； 提高了鞍山受电断面的 稳定水平；抑制冲击负 荷引起的谐波干扰，改 善了电能质量。
静止无功补偿器的发展
随着电力电子技术的进一步 发展，特别是L．Gyugyi提 出利用变流器进行无功补偿 的理论以来，逐步出现了应 用变流技术进行动态无功补 偿的静止补偿器。它是通过 将自换相桥式电路直接并联 到电网上或者通过电抗器并 联到电网上。ASVG根据直 流侧采用电容和电感两种不 同的储能元件，可以分为电 压型和电流型两种，如图3 所示。图3所示的原理图为 电压型补偿器，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，则为电流型的 ASVG。
无功补偿器的结构
静止无功补偿器（SVC） 是在机械投切式并联电容和 电感的基础上，采用大容量 晶闸管代替段力气等触电式 开关而发展起来的，实现快 速、频繁地以控制电抗器和 电容器的方式改变输电系统 的导纳。从而提高电网输电 能力和稳定性，降低网损， 改善电能质量。
SVC由可控支路和固定（或可变）电容器支路并 联而成，主要有4种结构型式。
④晶闸管控制高阻抗变压器 （Thyristor Controlled Transformer, TCT），优点与TCR 差不多，但高阻抗变压器制造复 杂，谐波分量也略大一些，由于 有油，要求一级防火，只宜于布 置在一层平面或户外，容量在 30MVar以上时价格较贵，而不能 得到广泛采用。
(d) TCT
可移动式静止无功补偿器的技术
在国外大量应用SVC的过 程中，SVC技术也在根据 市场和应用的要求而不断 发展。SVC技术的发展趋 势已经从以往的常规SVC全景图
图3 运输中的可移动式SVC 图2 AEVEA公司生产的可移动式 SVC集装箱吊装图
结语
(c) SR
③自饱和电抗器（Saturated Reactor, SR），由饱和电抗器 和串联电容器组成的回路具有稳 压的特性，能维持连接母线的电 压水平，对冲击性负荷引起的电 压波动具有补偿作用，与其并联 的滤波电路能吸收谐波并提高功 率因数，而且SR还具有有效抑制 三相不平衡的能力，当电网三相 电压不平衡时，饱和电抗器的三 相呈现不同的饱和程度，使三相 电压趋于平衡。其优点是补偿快 速、可靠、过载能力强、产生谐 波小，维护简单，响应速度快， 抑制闪变效果好，但运行时电抗 器长期处于饱和状态，存在较大 的噪声和损耗，原材料消耗也大， 补偿不对称负荷自身产生较大谐 波电流，无平衡有功负荷能力。
(a) TCR
(b) TSC
②晶闸管投切电容器（Thyristor Switched Capacitor, TSC），分相调 节、直接补偿、装置本身不产生谐波， 损耗小。在运行时，根据所需补偿电 流的大小，决定投入电容的组数。由 于电容是分组投切的，所以会在电网 中产生冲击电流。为了实现无功电流 尽可能的平滑调节，一是增加电容的 组数，组数越多，级差就越小，但这 又会增加运行成本；二是把握电容器 的投切时间，最佳投切时间是晶闸管 两端电压为零时，一般TSC都是采取过 零投切。
静止无功补偿器(SVC)的基本应用
静止无功补偿器(SVC) 与高压直流输电技术 （HVDC）、 静止无功发生器 （STATCOM）及统一潮 流控制器（UPFC）等 都属于FACTS 家族。 SVC 的应用可以分为2 个方面：系 统补偿和负荷补偿。
国内SVC的应用实例
220kV母线 3#主变 4#主变
①晶闸管控制电抗器（Thyristor Controlled Reactor, TCR），用可 控硅阀控制线性电抗器实现快速连 续的无功功率调节，它具有反应时 间快（5~20ms），运行可靠、无级 补偿、分相调节、能平衡有功、适 用范围广、价格便宜等优点。TCR 装置还能实现分相控制，有较好的 抑制不对称负荷的能力，因而实际 应用最广，使用例子最多。