动态无功补偿装置（SVG）在变电站中的应用

动态无功补偿装置（SVG）在变电站中的

应用

摘要：随着电力系统的不断发展，电力负荷的变化和电力质量的要求越来越高，无功补偿技术已经成为电力系统中不可或缺的一部分。传统的无功补偿装置

存在着体积大、响应速度慢、效率低等问题，而动态无功补偿装置（SVG）则能

够有效地解决这些问题。

关键词：SVG；变电站；原理；应用

1 SVG的基本原理

SVG是一种用于电力系统中的无功补偿设备，其基本原理是通过控制电容器

和电感器的电流，实现对电网中无功功率的调节，从而达到电网的无功平衡和电

压稳定的目的。SVG通过检测电网的电压和电流信号，计算出电网的无功功率，

然后根据控制策略，控制电容器和电感器的电流，使其产生与电网中无功功率相

反的无功功率，从而实现无功平衡。同时，SVG还可以根据电网的电压变化，调

节电容器和电感器的电流，以保持电网的电压稳定。SVG通过精确的电流控制，

实现对电网中无功功率的调节，从而提高电网的稳定性和可靠性。它是一种高效、灵活、可靠的无功补偿设备，被广泛应用于电力系统中。

2 SVG装置的运行状态

（1）待机状态

待机状态是指SVG装置处于准备工作状态，但是还没有开始正式工作的状态。在待机状态下，SVG装置会进行自检和初始化操作，以确保其各项功能正常运行。同时，SVG装置也会进行与其他设备的通信，以便在需要时能够及时响应。待机

状态下，SVG装置的功率输出为零，其主要功能是监测电网的电压和电流，并对

其进行实时控制。此时，SVG装置会根据电网的实际情况，调整其控制参数，以

便在正式工作时能够更好地实现电力质量的改善。

（2）充电状态

充电状态是指SVG装置在运行过程中，其电容器内的电荷处于充满状态。在SVG装置运行时，其电容器会不断地吸收电网中的电能，将其存储在电容器中，

以便在需要时释放出来，以实现对电网的无功补偿。当SVG装置处于充电状态时，其电容器内的电压会逐渐升高，直到达到设定的充电电压。此时，SVG装置会自

动停止吸收电网中的电能，以避免电容器过充电而损坏。充电状态是SVG装置正

常运行的一种状态，它可以保证SVG装置在需要时能够及时地释放出存储的电能，以实现对电网的无功补偿。同时，充电状态也是SVG装置运行过程中的一种保护

机制，它可以避免电容器过充电而损坏，从而保障SVG装置的安全运行。

（3）运行状态

运行状态主要包括两种，一种是正常运行状态，另一种是故障状态。正常运

行状态下，SVG装置能够实现对电网电压、电流、功率因数等参数的实时监测和

控制，能够有效地抑制电网中的谐波和电压闪变等问题，提高电网的稳定性和可

靠性。同时，SVG装置还能够实现对电网的无功补偿，提高电网的功率因数，降

低电网的损耗和成本。故障状态下，SVG装置可能会出现各种故障，如电源故障、控制系统故障、传感器故障等，这些故障会导致SVG装置无法正常工作，甚至会

对电网造成不良影响。因此，在使用SVG装置时，需要定期进行维护和检修，及

时发现和排除故障，确保SVG装置的正常运行。

（4）跳闸状态

SVG装置在检测到电力系统故障或异常情况后，立即切断与电力系统的连接，停止向电力系统提供电力支持。这种状态下，SVG装置不再对电力系统进行控制，而是等待操作员的手动干预或自动恢复。跳闸状态的持续时间通常很短，只有几

毫秒或几十毫秒，但它对电力系统的稳定性和安全性具有重要的影响。在设计SVG装置时，需要考虑跳闸状态的响应速度和可靠性，以确保电力系统的安全运行。

（5）放电状态

当电网电压发生波动或者谐波等问题时，会通过控制电子器件对电网进行补偿，从而实现电网电压的稳定和谐波的消除。在放电状态下，SVG装置会通过控制电子器件将电网中的电能转化为电容器中的电能，并在电网电压波动或谐波问题出现时，将电容器中的电能释放出来，对电网进行补偿。在这个过程中，SVG 装置会产生一定的电流和电压，从而实现对电网的补偿作用，提高电网的稳定性和可靠性。

3 SVG装置的运行方式

（1）恒无功

指SVG装置通过控制电网电压和电流的相位差，使得电网中的无功功率在一定范围内保持恒定。具体来说，当电网中存在无功功率过多或过少的情况时，SVG装置会通过控制其自身的电容和电感元件来调节电流的相位差，从而实现对电网无功功率的补偿或吸收。这种恒无功运行方式可以有效地提高电网的稳定性和可靠性，减少电网中的电压波动和电力损耗，同时也可以降低电网的谐波污染和电磁干扰。

（2）恒电压

SVG装置通过控制其输出电压的大小和相位，使得其输出电压与电网电压保持恒定的差值，从而实现无功补偿的目的。具体来说，SVG装置通过控制其内部的逆变器，将电网电压转换为直流电压，然后通过控制其内部的PWM逆变器，将直流电压转换为与电网电压相位和大小相匹配的交流电压，从而实现对电网的无功补偿。在恒电压运行方式下，SVG装置的输出电压始终保持恒定，不受电网电压的波动影响，从而能够有效地控制电网的无功功率流动，提高电网的稳定性和可靠性。

（3）恒功率因数

在电网电压和频率变化的情况下，SVG装置能够保持恒定的功率因数，从而实现电网的无功补偿和稳定电压。具体来说，SVG装置通过控制其内部的电容和

电感元件，实现对电网的无功补偿，从而使电网的功率因数保持在设定值附近。

同时，SVG装置还可以通过控制其输出电压的大小和相位，实现对电网电压的调节，从而保持电网电压的稳定。这种运行方式可以有效地提高电网的稳定性和可

靠性，降低电网的能耗和损耗，同时还可以减少对传统无功补偿设备的依赖。

（4）负荷补偿

当电网负载增加时，SVG会增加输出电流，以补偿电网的无功功率需求；当

电网负载减少时，SVG会减少输出电流，以避免电网过电压的发生。负载补偿的

效果取决于SVG的控制精度和响应速度。一般来说，SVG的控制精度应达到0.5%

以上，响应速度应在几毫秒内完成。这样才能确保SVG能够及时、准确地响应电

网负载变化，实现有效的负载补偿。

4 SVG装置与固定式无功补偿设备的配合

一，都可以用来补偿电力系统中的无功功率。SVG装置通过控制电容器的电

流来实现无功补偿，具有快速响应、精度高、可靠性好等优点；而固定式无功补

偿设备则通过调节电容器的电容值来实现无功补偿，具有成本低、维护简单等优点。两者的无功补偿方式不同，但都可以有效地提高电力系统的无功功率因数，

降低电力系统的无功损耗。二，可以实现无功补偿的动静态结合。在电力系统中，无功功率的变化是动态的，需要快速响应；而无功功率的长期变化则是静态的，

需要长期稳定的无功补偿。SVG装置和固定式无功补偿设备的配合可以实现动态

无功补偿和静态无功补偿的结合，使得电力系统的无功补偿能力更加全面和稳定。

三，可以提高电力系统的可靠性和安全性。在电力系统中，无功功率的变化

会对电力设备和电力系统的稳定性产生影响，甚至会引起电力系统的故障。SVG

装置和固定式无功补偿设备的配合可以有效地提高电力系统的无功补偿能力和稳

定性，从而保障电力系统的正常运行，提高电力系统的可靠性和安全性。

5 SVG装置的应用前景及需要改进的地方

SVG装置可以提高电网的稳定性和可靠性，降低电网的损耗和电压波动，同

时还可以提高电网的功率因数，减少无功功率的浪费。然而，目前SVG装置在变