各种无功补偿装置的比较
矿用隔爆型动态无功补偿装置(SVG、TSC)的原理介绍及优缺点比较-1
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空载运行模式UI = Us，IL = 0，SVG不吸发无功。
容性运行模式UI > Us，IL为超前的电流，其幅值可以通过调节UI来连续控制，从而连续调节SVG发出的无功。
感性运行模式UI < Us，IL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。
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。
风电场动态无功补偿装置性能分析与比较
风电场动态无功补偿装置性能分析与比较牛若涛(北京京能新能源有限公司内蒙古分公司,内蒙古呼和浩特 010070) 摘 要:近年来,随着风力发电接入电网规模的逐步扩大,风电场无功补偿装置的补偿能力和响应时间等参数越来越受到各方重视。
同时,随着电力电子技术的快速发展,应用于风电无功补偿装置的新材料新工艺也不断涌现。
文章简要介绍风电场无功补偿装置的发展历史,重点介绍目前常用的各种风电场无功补偿装置的工作原理和系统组成,对各种补偿装置的运行特性、主要参数进行了详细的分析与比较。
关键词:静止型动态无功补偿;SVC;T CR;SVG 中图分类号:T M7 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)23—0095—03 2011年是我国陆上风电产业继续发展的一年,仅内蒙古地区就增加吊装容量3736.4M W,累计容量17594.4M W。
随着区域性风电场开发容量的逐渐扩大,风电机组并网对系统造成的影响越来越明显。
国内目前的风电场大多采用感应式异步发电机,并入电网运行时需要吸收系统的无功功率。
在风电场集电线路母线安装无功补偿设备则可以提供异步发电机所需的无功功率,降低电网因输送无功功率造成的电能损耗,改善电网的运行条件。
本文结合目前风电场广泛使用的不同类型无功补偿装置的运行维护经验,从无功补偿装置的原理、系统组成及功能特性等方面进行了对比分析,得出了风电场最优的无功补偿配置方案。
1 无功补偿装置发展风力发电机组多数是异步发电机组,输出有功功率的同时,需要从电网吸收一定的无功功率,容易引起并网点的电压波动,通常采用在风电场集电线路母线上安装静止型无功补偿装置SVC(Static V ar Compensator)的方式进行治理。
SVC的发展历程大体可分为如下三个阶段:第一阶段:早期的并联电容器组静态补偿装置,用电容器补偿容性无功。
后来的磁阀式可控电抗器(M CR),采用直流助磁原理,利用附加直流励磁磁化铁心(自耦电抗器),改变铁心磁导率,实现电抗值的阶段性连续调整。
无功补偿装置的分类及原理
无功补偿装置的分类及原理无功补偿装置是电力系统中的重要设备，可以通过对无功功率的调整来提高电力系统的功率因数，提高供电质量。
本文将对无功补偿装置的分类及原理进行详细介绍。
一、无功补偿装置的分类根据无功补偿装置的工作原理和结构特点，可以将其分为以下几类：静态无功补偿装置、动态无功补偿装置、谐波滤波无功补偿装置和电容式无功补偿装置。
1. 静态无功补偿装置静态无功补偿装置是通过电子元件，如电容器、电抗器等，来实现无功补偿的装置。
根据无功补偿的方式，静态无功补偿装置可以进一步细分为并联补偿和串联补偿。
并联补偿装置主要是通过并联连接电容器来补偿电路中的无功功率，这样可以提高功率因数，提高电网的稳定性。
而串联补偿装置则是通过串联连接电抗器来调整电路中的无功功率，来实现无功补偿的效果。
2. 动态无功补偿装置动态无功补偿装置主要是通过控制器来控制电容器的连接和断开，以实现对无功功率的补偿。
具有响应速度快、调节范围大等优点，适用于电网无功功率变化较大的情况。
3. 谐波滤波无功补偿装置谐波滤波无功补偿装置主要用于滤除电网中的谐波成分，以提高电网的谐波污染程度，保证电网的供电质量。
常见的谐波滤波无功补偿装置主要包括谐波滤波器和无功发生器。
4. 电容式无功补偿装置电容式无功补偿装置是一种通过电容器来实现无功补偿的装置。
通过控制电容器的容量和连接方式，可以实现对电网的无功功率进行精确调节。
二、无功补偿装置的原理无功补偿装置的原理主要是通过改变电路的电流和电压之间的相位差，来实现对电流中的无功功率的补偿。
当电力系统中存在导致无功功率的负荷或设备时，会导致电流与电压之间的相位差，从而产生无功功率。
无功补偿装置通过调整系统中的无功补偿元件（如电容器或电抗器）的连接和断开方式，来改变电路中的相位差，从而实现对无功功率的补偿。
在静态无功补偿装置中，通过控制无功补偿元件的连接或断开来改变相位角。
对于串联补偿装置，通过增加或减少串联电抗器的容值，来改变电路的无功功率。
无功补偿技术的比较研究
无功补偿技术的比较研究无功补偿技术是电力系统中常用的一种技术手段，广泛应用于电力传输和分配过程中。
本文将对当前常见的三种无功补偿技术进行比较研究，包括静态无功补偿、动态无功补偿和混合无功补偿技术。
一、静态无功补偿技术静态无功补偿技术是通过静止性电子器件实现的无功补偿。
常见的静态无功补偿技术包括静态无功补偿装置（SVC）和静态同步补偿装置（STATCOM）。
SVC通过可控硅器件来实现电容和电感的不同接入方式，并通过控制这些器件的导通使无功功率补偿装置进行补偿。
STATCOM则通过采集电网电压的信息，在电源侧通过控制逆变器输出的电流来补偿无功功率。
静态无功补偿技术具有调节速度快、无功补偿效果好的特点，尤其适合对系统电压稳定性要求较高的场合。
然而，静态无功补偿技术的造价较高、容量限制较大，因此在大型电力系统中应用较多。
二、动态无功补偿技术动态无功补偿技术是通过旋转机械设备实现的无功补偿。
常见的动态无功补偿技术包括同步电动机无功补偿装置（SVC）和风力发电机组无功补偿装置。
同步电动机无功补偿装置通过调节同步电动机的励磁电流来实现无功功率的补偿。
它具有快速响应、无功补偿效果好等特点，但是同步电动机的容量相对较大，造价较高。
风力发电机组无功补偿装置则通过调节风力发电机组的功率特性，实现无功功率的补偿。
它具有无需外部电源、容量可调节等优点，但在风电系统中的应用场景有限。
三、混合无功补偿技术混合无功补偿技术是将静态和动态无功补偿技术相结合的一种补偿方式。
常见的混合无功补偿技术包括STATCOM与风力发电机组的组合、SVC与同步电动机无功补偿装置的组合等。
混合无功补偿技术通过充分发挥静态和动态无功补偿技术的优势，提高了无功补偿的效果和灵活性。
它既能提供快速响应的能力，又能在容量限制方面更加灵活。
然而，混合无功补偿技术的内部机构复杂，控制难度较大。
总结：静态无功补偿技术、动态无功补偿技术和混合无功补偿技术各有其优缺点。
无功补偿装置的分类
无功补偿装置的分类无功补偿有许多种灯类：从补偿的范围划分可以分为负荷补偿与线路补偿，从补偿的性质划分可以分为感性与容性补偿。
下面将并联容性补偿的方法大致列举：1、同步调相机调相机的基本原理与同步发电机没有区分，它只输出无功电流。
由于不发电，因此不需要原动机拖动，没有启动电机的调相机没有轴伸，实质就是相当于一台在电网中空转的同步发电机。
调相机是电网中最早使用的无功补偿装置，当增加激磁电流时，其输出的容性无功电流增大。
当削减激磁电流时，其输出的容性无功电流削减。
当激磁电场削减到肯定程度时，输出无功电流为零，只有很小的有功电流用于弥补调相机的损耗，当激磁电流进一步削减时，输出感性无功电流。
调相机容量大、对谐波不敏感，并且具有当电网电压下降时输出无功电流自动增加的特点，因此调相机对于电网的无功平安具有不行替代的作用。
由于调相机的价格高、效率低，运行成本高，因此已经渐渐被并联电容器所替代。
但是近年来出于对电网无功平安的重视，一些人主见重新启用调相机。
2、并联电容器并联电容器是目前最主要的无功补偿方法。
其主要特点是价格低，效率高，运行成本低，在爱护完善的状况下牢靠性也很高。
在高压及中压系统中主要使用固定连接的并联电容器组，而在低压配电系统中则主要使用自动掌握电容器投切的自动无功补偿装置。
自动无功补偿装置的结构则多种多样形形色色，适用于各种不同的负荷呢况。
对于低压自动无功补偿装置将另文具体介绍。
并联电容器的最主要缺点是其对谐波的敏感性。
当电网中含有谐波时，电容器的电流会急剧增大，还会与电网中的感性元件谐振使谐波放大，另外，并联电容器属于恒阻抗元件，在电网电压下降时其输出的无功电出下降，因此不利于电网的无功平安。
3、SVCSVC的全称是静止式无功补偿装置，静止两个字是同步调相机的旋转相对应的。
国际大电网会议将SVC定义为7个子类：a、机械投切电容器（MSC）b、机械投切电抗器（MSR）c、自饱和电抗器（SR）d、晶闸管掌握电抗器（TCR）e、晶闸管投切电容器（TCR）f、晶闸管投（TSC）g、自换向或电网换向转换器（SCC/LCC）依据以上这些子类，我们可以看出：除调相机之外，用电感或电容进行无功补偿的装置几乎均被定义为SVC。
无功补偿装置的分类及特点
无功补偿装置的分类及特点无功补偿装置是电力系统中用来改善功率因数的重要设备之一。
它通过补偿无功功率，提高电力系统的效率和稳定性。
根据不同的工作原理和功能，无功补偿装置可以分为静态无功补偿装置和动态无功补偿装置两大类。
本文将对这两类装置的特点进行探讨。
一、静态无功补偿装置静态无功补偿装置是一种通过静态元件来实现无功功率补偿的装置。
主要有电容补偿装置、电抗补偿装置和混合补偿装置。
1. 电容补偿装置电容补偿装置采用电容器来产生无功电流，补偿电网中的感性无功功率。
它主要可以分为固定电容补偿装置和可变电容补偿装置两种类型。
固定电容补偿装置适用于无功负荷变化不大的场合。
它具有简单、可靠的特点，并且成本较低。
但是，由于负载变化时的固定补偿容量不能适应需求，可能导致补偿效果不佳。
可变电容补偿装置能够根据负荷变化自动调整补偿容量，适用于负荷波动较大的场合。
它通过控制开关和电容器的并联或串联连接来实现不同的电容量组合，从而提供灵活的无功补偿调节。
2. 电抗补偿装置电抗补偿装置主要采用电感器来产生无功电流，补偿电网中的容性无功功率。
它主要包括固定电抗补偿装置和可变电抗补偿装置两种类型。
固定电抗补偿装置适用于容性负荷变化不大的场合。
它能够稳定供电系统电压，改善电网的稳定性和功率因数。
但是由于固定电感器无法应对负荷波动，因此其补偿效果受到一定限制。
可变电抗补偿装置能够根据负荷变化自动调整补偿容量，适用于波动性负荷较大的场合。
它通过调节器件的感应度和接入方式实现电抗的动态调节，以满足不同负荷条件下的无功补偿需求。
3. 混合补偿装置混合补偿装置是将电容补偿装置和电抗补偿装置组合在一起使用的装置。
通过合理地选择电容和电抗的组合方式，可以更精确地对功率因数进行补偿。
这种补偿方式在大型电力系统中应用较多，可以提高电网的功率因数、稳定性和可靠性。
二、动态无功补偿装置动态无功补偿装置是一种根据电网运行状态实时调整补偿容量的装置。
主要包括SVG（Static Var Generator）和SVC（Static Var Compensator）。
风电场无功补偿装置SVC与SVG比较分析
2无功补偿系统的分析
无功补偿方式可以分为动态补偿和静态补偿两种，静态补偿投切速度慢，不适合负载变化频繁的场合（风电场），容易产生欠补或者过补偿，造成电网电压波动，损坏用电设备；并且投切设备寿命短，噪声大，维护量大，影响电容器使用寿命等缺点。而动态补偿具备治理谐波的功能，本文主要针对风电场来讨论动态无功补偿。
4无功补偿设备
4.1并联电抗器/电容器并联电抗器/电容器是无功和电压调节最基本的方法。将电抗器/电容器连接成若干组，根据风电场出力水平与电网节点电压变化规律确定每组容量，分组投切，实现无功功率的不连续调节，以保持电网关键点电压处于适当范围为控制目标。由于属于比较落后的产品，因此这里不做后续比较。
4.2静止无功补偿器（SVCSTATICVARCOMPENSATOR）SVC由静止电容器与电抗器并联组成，电容器可以发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，两者结合起来，再配以适当的调节装置，就能够平滑地改变输出（或吸收）的无功功率。类型有：（1）晶闸管控制电抗器（TCR）（2）晶闸管投切电容器（TSC）（3）晶闸管投切电抗器（TSR）（4）晶闸管控制高阻抗变压器（TCT）（5）磁控电抗器（MCR）（6）抱和电抗器（SR）。其中TCR型可分相控制，具有较好的抑制不对称负荷的能力，应用最为广泛，是SVC主要类型之一。
4.3静止无功发生器（STATICVARGENERATOR，SVG也称STATCOM）SVG是一种更先进的无功补偿装置，使用绝缘栅双极型晶体管（IGBT）兼有金属-氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的高输入阻抗和电力双极型晶体管（GTR）的低导通压降两方面的优点。SVG分为电压型和电流型两种类型，直流侧分别采用电容和电感作为储能元件，其中电压型桥式电路应用较广泛。SVG具有比SVC更快的响应速度，更宽的运行范围，电压较低时仍可以向电网注入较大的无功电流。SVG是目前发电厂电气系统中应用最为广泛的无功补偿装置。
无功补偿SVG和SVC的区别
无功补偿SVG、SVC、MCR、TCR、TSC 区别TSC：晶闸管投切电容器，采用无源器件（电容器）进行无功补偿，分级补偿，不能实现连续可调。
TCR：晶闸管控制电抗器。
MCR:磁控电抗器，与TCR类似，需要和电容柜配合实现动态无功补偿，可实现连续可调。
SVC：静止无功补偿装置，采用无源器件进行无功补偿的技术总称，包括：TSC、TCR等，“静止”是与同步调相机对应，一般来说将使用晶闸管进行控制的补偿装置成为“SVC"。
SVG：静止无功发生器，采用电能变换技术实现的无功补偿。
SVG与其它的最大区别在于能主动发出无功电流，补偿负载无功电流。
而其它均为无源方式，依靠无源器件自身属性进行无功补偿。
SVG与两种类型SVC动态无功补偿装置比较表静止无功补偿器(SVC)与静止无功发生器(SVG)有什么异同？静止无功补偿器(SVC)该装宜产生无功和濾除谐波是靠其电容和电抗木身的性质产生的。
静止无功发生器(SVG)该装置产生无功和滤除谐波是発其内部电子开关频繁动作产生无功电流和与谐波电流相反的电流。
相关知识静止无功补偿湍又称SVC.传统无功补偿用断路器或接触器投切电容，SCV用可控硅等电子开关.没有机械运动部分.所以较静态无功补偿装迓。
通常的SVC组成部分为1 •固定电容器和固定电抗器组成的一个无功补偿加滤波支路该部分适、”1选择电抗器和电容器容虽.可滤除电网谐波.并补偿容性无功.将电网补偿到容性状态。
2•固定电抗器3.可控硅电子开关可控硅用來调节电抗器导通角.改变感性无功输出來抵消补偿滤波支路容性无功，并保持在感性较商功率因数。
动态无功补偿技术应用在电力系统中，如果无功储备不足将会导致电网电压水平降低，冲击性的无功功率负载还会使电压产生剧烈的波动，恶化电网的供电质量。
对于给立的有功分布，要想使无功潮流最小以减少系统的损耗，就要求对无功功率的流向与转移进行很好的控制。
随着电网的不断发展，对无功功率进行控制与补偿的重要性与曰俱增：①输电网络对运行效率的要求日益提高，为了有效利用输变电容疑，应对无功进行就地补偿：②电源（尤英水电）远离负荷中心，远距离的输电需要灵活调控无功以支撑解决稳泄性及电压控制问题：③配电网中存在大量的电感性负载，在运行中消耗大量无功，使得配电系统损耗大大增加：④直流输电系统要求在换流器的交流侧进行无功控制:⑤用户对于供电电能质量的要求日益提高。
风电场无功补偿装置介绍
一、风电场无功补偿装置介绍风力发电系统的特点决定风电场必须需要加装无功补偿装置，目前常用的无功补偿装置主要有磁控式电抗器MCR、静止无功补偿器SVC、静止同步补偿器STATCOM。
三种补偿装置的基本功能相似，但其在技术原理、性能指标、实施效果上有较大区别。
MCR属于第二代无功补偿装置，其基本原理是调节磁控电抗器的磁通来调节其输出无功电流，仅采用少量的晶闸管器件。
其优点是：由于仅采用少量的晶闸管，其成本相对较低；关键器件为磁控电抗器，可直挂35kV电网。
其缺点是：响应速度较慢（通常为秒级），输出谐波含量较大且波动范围较大，实际损耗较大（一般大于2%）。
MCR产品在国内出现于上世纪90年代，由于其电抗器制造难度较大、损耗大等缺点，在国内没有得到大规模的推广。
SVC也属于第二代无功补偿装置，其基本原理是调节晶闸管的触发角度来调节串联电抗器的输出感性无功电流，其输出的容性无功电流需要通过并联电容器来解决。
其优点是：技术稍先进，因采用晶闸管器件（半控型器件），响应速度较快，能够迅速连续调节系统无功功率，具有较强的动态无功补偿的能力。
其缺点是：需要采用大量的晶闸管元件，成本较高；谐波含量大且波动范围大，因此需要加装不同次的滤波装置，易与系统发生谐振造成电容器爆炸或电抗器烧毁事件，大量应用易造成系统不稳定；占地面积大，施工周期较长。
STATCOM属于国际上最新的第三代无功补偿装置，其基本原理是以电压型逆变器为核心的一个电压、相位和幅值均可调的三相交流电源，可发出感性或容性无功功率。
其优点是：技术先进，因采用IGBT件（全控型器件）响应速度较快，能够迅速连续调节系统无功功率，能够抑制电压波动和闪变；对系统电压跌落不敏感，可在低电压下稳定运行，具有较强定的低电压穿越能力；谐波含量很小，且不与系统发生谐振，不需要加装滤波装置；占地面积小且施工周期短；运行损耗小（1%左右）。
其缺点是：需要采用大量的IGBT元件（其价格高于晶闸管），成本较高。
风电场两种无功补偿装置的分析与比较
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６ ７—
关 键 词 ： 电场 ； 速 风 电机 组 ； 功 补 偿 ； 风 定 无 电压 稳 定
下 述公 式计算 ：
ｔ Ｐｔ 一ａ 一 一 （ ２ ｎ。ｔ ） Ｐ１譬睾） ４ （ ａ ｎ Ｌ （ ）
３ Ｔ Ｔ Ｏ 模 型 ２Ｓ Ａ Ｃ Ｍ
实际的变频器运行频率很高 ，如果计及开关 频率， 需要很小的步长。因为研究目的是机电暂态 仿真 ， 以忽略开关动作 ， 所 根据能 量传递关系建立 Ｓ Ａ Ｃ Ｍ 的机 电暂态模 型 。 ＴＴＯ
科 技 论ｌ ＩＩ 坛
王 春 虎 ｔ 孙 洪 伟 ｚ 宋 晓 君
科 灌商
风 电场 两 种 无 功 补 偿 装 置 的 分 析 与 比较
（ 、 江省 电力有 限公 司 电力调度 通信 中心 ， １黑龙 黑龙江 哈 尔滨 １０ ９ ２哈 尔滨 电力职 业技 术 学院 ， 江 哈 尔滨 １０ ３ ） ５００ 、 黑龙 ５０ ０
摘 要 ：为 解决 定速 机妇 风 电场 的无 功和 电压稳 定 问题 ，需要 无功 补偿 装 置提 高风 电场 的 电压稳 定 性 。 以定速 机 组风 电场 为研 究 对 象， Ｍａ ａ 在 ｌ ｂ， ｌ Ｓｍｕｉｋ仿 真平 台上 完成 了包括风 速 、 力机 、 动机构 、 电机 及无功 补 偿装 置的 风 电场模 型 建 立 。分别 对 无功 补偿 装 置采 用 固定 电容 器和 Ｓ Ａ Ｃ ｉ ｌ ｎ 风 传 发 Ｔ Ｔ ＯＭ 的 情 况进 行仿 真分 析和 比较 。 结果表 明 ， 种补 偿装 置都 可改 善 风 电场 无 功特 性 ， 中 Ｓ Ａ Ｃ Ｍ 的补 偿特 性优 于 固定 电容 器 ， 其 造价较 高。 两 其 ＴＴＯ 但
MCR、TCR、SVG比较
现在主要的动态补偿方式为TCR型SVC、MCR型SVC和SVG三种方式，以下分别介绍这三种动态无功补偿方式的原理，并且通过占地面积、响应速度、损耗、噪音等性能指标来论述这三种补偿方式的特点。
一、 MCR型动态无功补偿装置MCR+FC型动态无功补偿装置上世纪60年代由英国GEC公司制成第一台自饱和电抗器型SVC，后期俄罗斯人演变为可控饱和电抗器（CSR）型，也可称为MCR型动态无功补偿装置。
其原理是三相饱和电抗器的工作绕组并联在电网上，通过改变饱和电抗器的直流控制绕组的励磁电流，借以改变铁心的饱和特性，从而改变工作绕组的感抗，达到改变其所吸收的无功功率的目的。
图九 MCR无功补偿原理磁阀式可控电抗器的主铁心分裂为两半（即铁心1和铁心2），截面积为A,每一半铁心截面积具有减小的一段，四个匝数为N/2的线圈分别对称地绕在两个半铁心柱上（半铁心柱上的线圈总匝数为N），每一半铁心柱的上下两绕组各有一抽头比为δ= N2 / N 的抽头，它们之间接有晶闸管KP1 ( KP2 ),不同铁心上的上下两个绕组交叉连接后，并联至电网电源，续流二极管则横跨在交叉端点上。
在整个容量调节范围内，只有小面积段的磁路饱和，其余段均处于未饱和的线性状态，通过改变小截面段磁路的饱和程度来改变电抗器的容量。
在电源的一个工频周期内，晶闸管KP1 、KP2 的轮流导通起了全波整流的作用，二极管起着续流作用。
改变KP1 、KP2 的触发角便可改变控制电流的大小，从而改变电抗器铁心的饱和度，以平滑连续地调节电抗器的容量。
占地面积由于MCR没有像TCR一样采用晶闸管阀组以及空心相控电抗器，而是采用晶闸管控制部分饱和式电抗器，因此，比TCR面积要小。
响应速度MCR型SVC的响应速度一般在100 ~ 300ms之内。
可控式饱和电抗器铁芯内的磁通有惯性，从空载到额定的变化，一般在秒级以上。
虽然现在也可采取一些措施提高MCR型SVC的响应速度，但一般也很难低于150ms。
低压无功补偿装置的常见类别称谓介绍
低压无功补偿装置的常见类别称谓介绍前言：随着低压无功补偿技术的发展，在传统无功补偿装置的类别上新出现了许多新类别称谓，比如：动态无功补偿装置、滤波补偿装置、复合开关投切补偿装置、可控硅投切无功补偿装置、混合补偿装置等。
这些新类别有的关联、有的排斥，在许多资料中介绍也不统一，造成许多技术人员对这些概念形成误解，甚至影响到对设计图纸的理解执行。
本文依据标准和权威资料，对这些称谓分别予以介绍，和大家共同理解认识这些概念。
一、常见类别称谓的含义1、动态无功补偿装置在GB/T15576-2008《低压成套无功功率补偿装置》的分类中，没有动态无功补偿装置的分类，但规定装置动态响应的时间：采用半导体电子开关或复合开关投切的装置，其动态响应的时间应不大于1S。
在JB/T9663-1999《低压无功功率自动补偿控制器》中，定义“动态无功功率补偿”为：一种延时时间很短（其延时时间一般不大于5S）的无功功率补偿，它主要应用于负载变化较快的场合。
那么，动态无功补偿装置实际上就可理解为：采用半导体电子开关或复合开关投切的无功补偿装置，或采用其它方式投切但延时时间不大于5S的无功补偿装置。
2、滤波补偿装置GB/T15576-2008《低压成套无功功率补偿装置》的分类中，产品按有无抑制谐波或滤波功能分为：无抑制谐波或滤波功能、有抑制谐波功能、有滤波功能。
对有有抑制谐波功能的要求为：装置投入运行不能使系统谐波含量增加；对有滤波功能的要求为：装置投入运行使系统谐波含量减少，且试验中通过适量谐波电流时，系统中的谐波电流应减少至规定值的50%。
可见，滤波补偿装置实际上是一种将系统谐波滤除50%以上的补偿装置。
而其它系统谐波滤除量低于50%，投入运行不使系统谐波含量增加的装置只能是抑波补偿装置。
常见取电抗率为6%、7%、12%、14%的带电抗器的无功补偿装置，无法将系统谐波滤除50%以上，其实质是一种抑波补偿装置。
3、复合开关投切无功补偿装置GB/T15576-2008《低压成套无功功率补偿装置》的分类中，产品按投切电容器的元件划分：机电开关、半导体电子开关、复合开关（机电开关和半导体电子开关的组合体）。
无功补偿装置的分类及特点分析
无功补偿装置的分类及特点分析无功补偿装置是一种用于改善电力系统中电力因数的设备，通过补偿无功功率，提高电力系统的效率和稳定性。
本文将对无功补偿装置进行分类，并分析各类装置的特点。
一、静态无功补偿装置静态无功补偿装置是一种常见的补偿装置，主要通过电容器或电感器实现对无功功率的补偿。
根据功能和性能，静态无功补偿装置可以进一步分为以下几类：1. 电容器补偿装置电容器补偿装置主要通过串联或并联连接电容器来补偿无功功率。
它能够快速响应电力系统对无功功率的需求，并具有较高的效率和可靠性。
电容器补偿装置广泛应用于高电压和中电压电力系统中，并具有容量大、造价低等特点。
2. 电感器补偿装置电感器补偿装置通过串联或并联连接电感器来补偿无功功率。
它主要用于低电压电力系统中，能够提供稳定的无功功率支持，并具有稳定性好、响应速度快等特点。
电感器补偿装置常用于电力变电站、电力电容器组等设备中。
二、动态无功补偿装置动态无功补偿装置相对于静态装置来说，具有更快的响应速度和更高的补偿灵活性。
根据其工作原理和特点，动态无功补偿装置可以分为以下几类：1. SVC（静止无功补偿器）SVC是一种通过控制可变电抗器进行无功功率补偿的装置。
它能够根据电力系统的需求实时调整补偿电抗值，并对系统的电压进行调节。
SVC具有高精度、快速响应的特点，广泛应用于电力系统中。
2. STATCOM（静止同步补偿器）STATCOM是一种利用可控开关器件（如IGBT）控制电流的无功补偿装置。
它能够根据电力系统的需求实时地注入或吸收无功功率，以维持电力系统的电压稳定。
STATCOM具有高动态响应能力、低电压谐振等特点，常用于电力变电站和风电场等场合。
3. DSTATCOM（动态同步补偿器）DSTATCOM是一种集动态无功补偿和无功电流过滤功能于一体的设备。
它通过控制其内部的逆变器，能够实现高精度的无功功率补偿，并减少谐波对电力系统的影响。
DSTATCOM广泛应用于工业电力系统和电力变电站等场合。
无功补偿的方案及分析
无功补偿的方案及分析无功补偿是指在电力系统中，由于电感电容等元件的存在，所产生的无功功率需要通过无功补偿装置来进行补偿，以提高电力系统的功率因数。
下面将介绍无功补偿的方案及其分析。
一、无功补偿方案1.静态无功补偿装置（SVC）：SVC是一种采用电力电子技术实现的无功补偿装置，可以通过电容器和电感器的组合实现电力系统的无功调节。
静态无功补偿装置可以实现高速响应、精密补偿的特点，广泛应用于电力系统中。
2.静态同步补偿装置（STATCOM）：STATCOM是一种利用电力电子技术实现的无功补偿装置，通过控制电压的相位和幅值来提供无功功率的调节。
STATCOM具有可调节容量、快速响应、高精度、无接触的优点，可广泛应用于电力系统中。
3.动态无功补偿装置（DSTATCOM）：DSTATCOM是一种通过电力电子技术实现的无功补偿装置，主要用于电力系统中电压暂时性的调节和电力系统的无功稳定。
DSTATCOM可以实现快速响应、精确补偿、动态调节等特点，适用于电力系统中无功补偿的需求。
4.串联无功补偿装置（SVCUPFC）：SVCUPFC是一种通过串联电容和电抗器实现电力系统无功调节的装置。
SVCUPFC可以实现动态调节、可调节容量的特点，适用于电力系统中的无功补偿需求。
二、无功补偿分析1.能够提高电力系统的功率因数：通过无功补偿装置的应用，可以减少电力系统的无功功率损耗，提高电力系统的功率因数，降低电力系统的无功功率流动，提高电力系统的效率和稳定性。
2.能够提高电力系统的电压稳定性：在电力系统中，无功补偿装置可以通过调节电压的相位和幅值，稳定电力系统的电压，减少电力系统中的电压波动，提高电力系统的稳定性。
3.能够提高电力系统的负载能力：通过无功补偿装置的应用，可以有效地调节电力系统中的无功功率，提高电力系统的负载能力，降低电力系统的负载损耗，延长电力设备的使用寿命。
4.能够减少电力设备的故障率：在电力系统中，无功补偿装置可以有效地减少电力设备的负荷压力，提高电力设备的工作环境，降低电力设备的故障率，延长电力设备的使用寿命。
常见无功补偿装置及SVG的特点
4.4.4 无功补偿常见设施TSC：晶闸管投切电容器，采纳无源器件（电容器）进行无功补偿，分级补偿，不能实现连续可调。
TCR：晶闸管掌握电抗器。
MCR：磁控电抗器，与TCR类似，需要和电容柜协作实现动态无功补偿，可实现连续可调。
SVC：静止无功补偿装置，采纳无源器件进行不公补偿的技术总称，包括：TSC,TCR等，“静止”是与同步调相机对应，一般来说将使用晶闸管进行掌握的补偿装置称为“SVC”。
SVG：静止无功发生器，采纳电能变换技术实现的无功补偿。
SVG与其它的最大区分在于能主动发出无功电流，补偿负载无功电流。
而其它均为无源方式，依靠无源器件自身属性进行无功补偿。
4.4.5 SVG补偿装置的优势与特点1、补偿原理：可动态快速连续调整无功输出，最大限度满意功率因数补偿要求，任意时刻的功率因数达到。
SVG的补偿原理和详细实现方式都更为先进，具备以下优势与特点。
2、无功补偿力量：和TCR相比，SVG无需配置滤波支路。
由于无需施波，任何时候都可以对SVG配套电容器组进行扩容或改造，满意可能的工况变化带来的新需求。
3、谐波特性：SVG在不需要增加滤波支路状况下，对背景谐波具备治理力量，可完全滤除一些低次谐波。
4、占地面积：SVG补偿装置仅由SVG和FC两部分组成，占地面积小。
TCR型SVC：由掌握、晶闸管阀体、相控电抗器、至少三组以上滤波装置构成，结构简单，体积大。
MCR型SVC：由掌握、晶闸管阀体、磁控电抗器、多组滤波装置构成，结构简单，体积大5、运行平安：SVG是直接电流掌握，电流输出可以限幅，不会发生谐振或谐波电压放大，平安性高。
TCR和MCR是阻抗型补偿，在长期运行过程中，系统运行状况转变、电抗器、电容器参数发生变化，都易导致谐波电压放大，影响系统平安性。
6、相应速度：响应速度快，具备超强无功补偿与肯定的谐波滤除作用，SVG采纳新型电力电子器件IGBT,开断时间小雨2μs,而TCR和MCR采纳晶闸管的开断时间IOms,相差5000被，所以SVG 响应速度更快。
无功补偿SVG和SVC的区别报告
无功补偿SVG、SVC、MCR、TCR、TSC区别TSC TCR型SVC MCR型SVC SVG吸收无功分级连续连续连续响应时间20ms 20ms100ms 10ms运行范围容性感性到容性感性到容性感性到容性谐波受系统谐波影响大，自身不产生谐波受系统谐波影响大，自身产生大量谐波受系统谐波影响大，自身产生较大量谐波受系统谐波影响小，可抑制系统谐波受系统阻抗影响大大大无损耗小大较大小分相调节能力有限可以不可可以噪声较小较小小体积（同等容量）大大较大小TSC：晶闸管投切电容器，采用无源器件（电容器）进行无功补偿，分级补偿，不能实现连续可调。
TCR：晶闸管控制电抗器。
MCR:磁控电抗器，与TCR类似，需要和电容柜配合实现动态无功补偿，可实现连续可调。
SVC：静止无功补偿装置，采用无源器件进行无功补偿的技术总称，包括：TSC、TCR等，“静止”是与同步调相机对应，一般来说将使用晶闸管进行控制的补偿装置成为“SVC"。
SVG：静止无功发生器，采用电能变换技术实现的无功补偿。
SVG与其它的最大区别在于能主动发出无功电流，补偿负载无功电流。
而其它均为无源方式，依靠无源器件自身属性进行无功补偿。
静止无功补偿器(SVC) 与静止无功发生器(SVG)有什么异同?静止无功补偿器(SVC)该装置产生无功和滤除谐波是靠其电容和电抗本身的性质产生的。
静止无功发生器(SVG)该装置产生无功和滤除谐波是靠其内部电子开关频繁动作产生无功电流和与谐波电流相反的电流。
相关知识静止无功补偿器又称SVC，传统无功补偿用断路器或接触器投切电容，SCV用可控硅等电子开关，没有机械运动部分，所以较静态无功补偿装置。
通常的SVC组成部分为1.固定电容器和固定电抗器组成的一个无功补偿加滤波支路该部分适当选择电抗器和电容器容量，可滤除电网谐波，并补偿容性无功，将电网补偿到容性状态。
2.固定电抗器3.可控硅电子开关可控硅用来调节电抗器导通角，改变感性无功输出来抵消补偿滤波支路容性无功，并保持在感性较高功率因数。
无功补偿SVC与FC区别(调速系统)
1. 无功冲击对电网和负荷的影响煤矿负荷多为交流传动设备。
且有部分设备如主、副井的铰车，采用交-交变频调速设备或直流调速设备。
铰车属重载起动，无功冲击较大，并伴随大量整数倍和非整数倍的谐波电流产生，功率因数低，给电网供电产生如下问题：1.1 无功冲击产生的不良影响1)使供电母线的电压产生波动，降低机电设备的运行效率。
供电母线电压产生波动时，将使用户的异步电机类负荷转矩随之变化，输入负荷的有功功率下降，影响生产和设备的出力。
2)绞车的快速无功冲击引起母线电压剧烈波动，严重时影响自动化装置的正常工作，闪变对人眼造成刺激，增加疲劳，甚至危及人身安全。
3) 大量无功使系统功率因数较低，浪费大量能源。
1.2 谐波电流对电气设备的危害1) 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。
2) 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。
3) 谐波对变流装置的影响交流电压畸变可能引起不可逆变流设备控制角的时间间隔不等，并通过正反馈而放大系统的电压畸变，使变流器工作不稳定，而对逆变器则可能发生换流失败而无法工作，甚至损坏变流设备。
4) 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。
5) 谐波对通信产生干扰，使电度计量产生误差。
6) 谐波对继电保护自动装置和计算机等也将产生不良影响。
谐波及无功冲击导致的电压波动。
严重影响用户本身及电网用电设备的安全运行，降低了供电电网的电能质量。
特别是电压波动超标，引起供电系统电能质量的变化将会对其他动力负荷产生严重影响，甚至造成其不能正常工作。
必须按电能质量有关标准的规定，应采取综合治理措施。
二. 固定电容补偿2.1固定无功补偿方案是补偿无功功率的常规方法。
装置具有结构简单、经济方便等优点，其补偿无功的容量是设计根据计算的平均负荷大小而确定的，是一个不可调的固定量，通常由电抗器和电容器串联组成，其功能主要是补偿负荷产生的感性无功。
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目前各国家各种无功补偿装置的性能比较
大类名称型号工作原理技术指标优点缺点应用场合
旋转式无功补偿同步发电
机/调相
机
欠励磁运行，向系统发出有功吸收
无功，系统电压偏低时，过励磁运
行提供无功功率将系统电压抬高
可双向/连续调节；能独立调节
励磁调节无功功率，有较大的
过载能力
其损耗、噪声都很大，设备投资高，起动/运
行/维修复杂，动态响应速度慢，不适应太大
或太小的补偿，只用于三相平衡补偿，增加系
统短路容量
适用于大容量的
系统中枢点无功
补偿
静止式静态无功补偿机械投切
电容器
MSC
用断路器\接触器分级投切电容
投切时间
10～30s
控制器简单，市场普遍供货，
价格低，投资成本少，无漏电
流
不能快速跟踪负载无功功率的变化，而且投切
电容器时常会引起较为严重的冲击涌流和操
作过电压，这样不但易造成接触点烧焊，而且
使补偿电容器内部击穿，所受的应力大，维修
量大
适用无功量比较
稳定，不需频繁投
切电容补偿的用
户
机械投切
电抗器
MSR
并联在线路末端或中间，吸收线路
上的充电功率
其补偿度
60% ~ 85%
防止长线路在空载充电或轻载
时末端电压升高
不能跟踪补偿，为固定补偿
超高压系统
(330kV及以上)的
线路上
静止式动态无功补偿SVC 自饱和电
抗器
SSR
依靠自饱和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
调整时间
长，动态补
偿速度慢
动态补偿
原材料消耗大，噪声大，震动大，补偿不对称
电炉负荷自身产生较多谐波电流，不具备平衡
有功负荷的能力，制造复杂，造价高
超高压输电线路
晶闸管投
切电容器
TSC
分级用可控硅在电压过零时投入电
容，在380V低压配电系统中应用较
多
10～20ms
无涌流，无触点，投切速度快，
级数分得足够细化，基本上可
以实现无级调节
晶闸管结构复杂，需散热，损耗大，遇到操作
过电压及雷击等电压突变情况下易误导通而
被涌流损坏，有漏电流
需快速频繁投切
电容补偿的用户
复合开关
投切电容
器
TSC+
MSC
分级先由可控硅在电压过零时投入
电容，再由磁保持交流接触器触点
并联闭合，可控硅退出，电容器在
磁保持交流接触器触点闭合下运行
0.5s左右无涌流，不发热，节能使用寿命短，故障较多，有漏电流
一般工厂/小区和
普通设备，无功量
变化大于30s
晶闸管控
制电容器
TCC
采用同时选择截止角β和导通角α
的方式控制电容器电流，实现补偿
电流无级、快速跟踪
20ms 价格低廉，效率非常高产生谐波
低压小容量，非常
适合广大终端低
压用户
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静止式动态无功补偿SVC 晶闸管阀
控制高阻
抗变压器
TCT
通过调整触发角的大小就可以改变
高阻抗变压器所吸收的无功分量，
达到调整无功功率的效果
阻抗最大做
到85%
和TCR型差不多
高阻抗变压器制造复杂，谐波分量也略大一
些，价格较贵，而不能得到广泛应用
容量在30Mvar以
上时价格较贵，而
不能得到广泛应
用
晶闸管投
切电抗器
TSR+
FC
分级用可控硅作为无触点的静止可
控开关投切电抗器
功率因数
0.95
不会产生谐波，而且响应速度
快，不会产生冲击电流。
分级多成本高，制造复杂，维护繁琐
与TSC配合使用
在牵引变电所
晶闸管控
制空芯电
抗器
TCR
通过调整触发角的大小就可以改变
电抗器所吸收的无功分量，达到调
整无功功率的效果
40ms
可以实现较快、连续的无功功
率调节，具有反应时间快、运
行可靠、无级补偿、可分相调
节、能平衡有功、适用范围广
结构复杂，损耗大，任何一只SCR击穿，都
会使晶闸管整体损坏；对冷却要求严格，设备
造价、建设施工及运行维护费用很高，对维护
人员要专门培训以提高维护水平；占地面积
大，产生谐波等
35kV及以下系
统，与
FC/MSC/TSC配
合
磁控可调
电抗器
MCR
采用直流励磁原理，利用附加直流
励磁磁化铁心，改变铁心磁导率，
实现电抗值的连续可调，改变电抗
器感抗电流，以投入的电抗器感性
无功容量变化来补偿系统容性无功
300ms
功率因数达到0.90～0.99的要
求，无功补偿容量自动无级调
节，不产生谐波，可靠性高、
维护简单，使用寿命长，应用
电压等级广泛
相对于TCR型SVC，其谐波水平、有功损耗、
占地面积都要小，但调节时间长，成本高，温
升和噪音是需要控制的
0.4～500kV系统，
适用于冲击性负
荷：牵引变电站，
电弧炉，轧钢机，
造船厂
高级动态无功
补偿SVG 新型静止
无功发生
器
SVG
SVG是当今无功补偿装置领域最新技
术的代表。
是基于大功率逆变器的动
态无功补偿装置，它以大功率三相
电压型逆变器为核心，其输出电压
通过连接电抗接入系统，与系统侧
电压保持同频、同相，通过调节其
输出电压幅值与系统电压幅值的关
系来确定输出功率的性质，当其幅
值大于系统侧电压幅值时输出容性
无功，小于时输出感性无功。
响应时间
10ms，从容
性无功到感
性无功连续
平滑调节
除较低次的谐波，并使较高的
谐波限制在一定范围内；使用
直流电容来维持稳定的直流电
源电压，和SVC使用的交流电
容相比，直流电容量相对较小，
成本较低；另外，在系统电压
很低的情况下，仍能输出额定
无功电流，而SVC补偿的无功
电流随系统电压的降低而降低
制造技术复杂，成本高。
当其价格合理时应优
先选用。
中低压系统：电力
行业，指各大电网
公司、省电力公
司、各地的供电公
司电气化铁道及
城市轨道交通行
业石化和天然气
行业钢铁与冶金
行业矿山造船业
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