动态无功补偿SVG

0 0 20 40 60 80 100
无功补偿度 C（％）
补偿效果与补偿容量和响应时间曲线
响应时间< 10ms
SVG响应速度快可取得更好的电压波动和闪变抑制效果
SVG 闭环响应速度快(10ms)，SVC响应速度慢(40ms-60ms）
SVG中采用的IGBT 10us开关一次，SVC/MCR中的可控硅10ms开关一次
投运时间：2010-02
负荷特点：电力系统枢纽变电站， 需要动态无功 / 快速电压支撑； 功率因数高时达到 0.99以上，低 时小于 0.90，电容器组投切频繁。 无功不平衡还引起系统电压波动 大。 补偿效果：有效稳定系统电压， 维持功率因数在 0.94 ～ 0.98 合格 范围内，电容器组平均日动作次 数由原先的3.75次/天下降到0.42 次/天
2010-06-07
SVG与APF的工作原理 ver1.0
第23页
思源SVG采用链式结构
+ U +
U
+
U
+
U
输出电压
+U 0
-U
1.
2. 3. 4. 5.
3U 2U U 0 -U -2U -3U
输出电压
链式SVG可独立分相控制，有利于解决系统的相间平衡问题，在系统受到扰动时， 更好的提供电压支撑；
2010-06-16 SVG/STATCOM的特点与优势 ver1.0 第28页
（２）低电压特性好
SVC 是阻抗特性 输出无功 Q U / X
2
系统电压 (p.u.)
SVG 是电流源特性 输出无功 Q U I
系统电压 (p.u.)
1.0 SVC的 运行区域 0.4 SVG的 运行区域
1.0
极容易发生谐振放大现象，导致安全事故 系统电压波动大时，补偿效果受很大影响 运行损耗大
SVG配套电容器不需要设置滤波器组，不存在 谐振放大现象； SVG是有源型补偿装置，是采用可关断器件 IGBT构成的电流源型装置，从机理上避免了谐 振现象，安全性大大提高
2010-06-16 SVG/STATCOM的特点与优势 ver1.0 第32页
C Z
控制室 Control Equipments Room 中央监控系统 Local SCADA System
X
循环密闭存水冷却系统 Deionized Water Cycling Cooling System
占地：20m×18m
2010-05-15 思源清能的QNSVG产品应用案例 第7页
绍兴35kV直挂式SVG（资料）
2010-06-07
SVG与APF的工作原理 ver1.0
第20页
SVC工作原理
空心电抗器电流是由一个可控
硅阀组控制。借助于对可控硅 触发相角的调整，就可以改变
流过空心电抗器的电流（基波 有效值），从而保证SVC在电
网接入点的无功量正好能将该 点电压稳定在规定范围内（电
网补偿）。或者，使该点总无
功量等于零（负荷补偿），也 就相当于功率因数等于1。
硕士
总经理，韩英铎院士担任公司顾问

思源清能拥有国内最为领先的电力电子 研发团队，拥有博士16人，硕士97人
建设有企业级博士后流动站
2
思源清能
SVG第一品牌

1994年，国内最早、与国际同步
开始SVG/STATCOM研制与应用

全世界第一套链式直挂35kV的 SVG

国内运行时间最长、容量最大的
SVG与APF的工作原理 ver1.0 第24页
2010-06-07
思源SVG成套装置的构成
PT CT 系统CT 系统PT
CT1
系统CT
6/10/35kV
PT1 CT2 装置CT QF1 远程监控 QS1 控制与保护综合系统 （控制、保护、检测等） 脉 冲 控 制 信 号 C R 1KM 35kV系统PT 中央监控
智能化无功补偿解决方案示范工程，全世界第一套35kV直挂式
220kV I段 1＃主变 220kV 2＃主变
母联
应用领域：电网变电站 电网电压：35kV 补偿容量：±8Mvar 型 式：纯 SVG ，配合变电站 其他4组固定电容器组
35kV II段
110kV
110kV
35kV I段
备用开关柜
冷却方式：风冷
第9页
思源清能：先进生产
SMT生产线（防静电车间）
新一代动态无功补偿及谐波治理装置SVG
思源清能：先进生产
模块组装车间（防静电车间）
新一代动态无功补偿及谐波治理装置SVG在石油化工行业的应用
思源清能：先进生产
8个高压试验区（3kV~35kV)
新一代动态无功补偿及谐波治理装置SVG
思源清能：先进生产
操作屏／Operation ＆ Metering Panel 启动电源屏／Starting Power Supply Panel 监测屏／Supervision ＆Measuring Panel 控制屏／Control Panel
LINKB
LINKC
B Y
直流电源屏／DC Power Supply Panel
仓库及车间全貌
新一代动态无功补偿及谐波治理装置SVG
无功补偿的发展及SVG的工作原理
2010-06-07
SVG与APF的工作原理 ver1.0
பைடு நூலகம்
第14页
三代静止型无功补偿技术
第一代静止型无功补偿 第二代静止型无功补偿 第三代静止型无功补偿
机械式投切装置
晶闸管投切装置
基于电压源换流器
静态补偿
2010-06-07 SVG与APF的工作原理 ver1.0
快速动态补偿
第15页
第一代产品——机械式投切电容
固定补偿：电容器、电抗器和机械开关组成； FC固定补偿为70年代 最普遍的无功补偿方 式，随着电力电子的 应用，以及电力部门 的考核要求，固定补 偿不能满足系统无功 的变化，同时因为系 统谐波，FC补偿对谐 波放大形成极大的隐 患，该技术目前慢慢 被淘汰。
模块式 SVG/APF
壁挂式 SVG/APF
谐波保护器
2014-2-17
智能电网中的无功补偿与谐波治理
6
上海电网±50MVAR SVG/STATCOM示范工程
国内运行时间最长，当时容量最大SVG工程（资料）
220kV 电网 220kV Power Grid 接入点／PCC 系统PT／同步信号 System Voltage/ Synchronization Singal 系统侧PT 逆变侧PT 阀厅／Valve Hall 220kV/110kV 110kV/10kV 10kV高压开关室 10kV Switching Equipments Room
SVC简介
SVC（Static Var Compensator：静止无功补偿器）
晶闸管控制电抗器（TCR：Thyristor Controlled Reactor）
晶闸管投切电容器（TSC：Thyristor Switched Capacitor）
晶闸管投切电抗器（TSR：Thyristor Switched Reactor） 开关投切电容器/滤波器（FC：Fixed Compensator，BSC：Breaker Switched Capacitor/Filter）
第29页
（3）谐波特性优越
实践中，还采用 PWM脉宽调制进一 步减小谐波。
35kV链式SVG的输出 总谐波电流最大值 不超过0.6%In
2010-06-16
SVG/STATCOM的特点与优势 ver1.0
第30页
（4）运行损耗低
100Mvar SVC
-100Mvar TCR + 100Mvar FC（分4组）
应用领域：电网公司配电变电站
电网电压：10kV
补偿容量： 0～+6000kvar
型 式：SVG+FC，全户内柜式
冷却方式：风冷
投运时间：2010年3月 负荷特点： 负荷重要性高，类型复 杂 补偿效果： 保证世博园供电电压稳 定，提高供电安全可靠性。
2010-05-15
思源清能的QNSVG产品应用案例
（6）占地面积小
以10kV 10Mvar为例，10Mvar TCR加3组滤波器
以上各项组合
目前被最广泛使用的SVC，主要是TCR+BSC（FC）形式
2010-06-07 SVG与APF的工作原理 ver1.0 第18页
TCR型SVC基本原理图
SVC可以被看成是一个动态的无功源。根据接入电网的需求，它可以 向电网提供无功（容性），也可以吸收电网多余的无功（感性）。 把电容器组（通常是滤波器组）接入电网，就可以向电网提供无功。 当电网并不需要太多的无功时，这些多余的容性无功，就由一个并 联的空心电抗器来吸收。
所有链节的结构完全相同，实现模块化设计，便于扩展装置容量及维护； 每相电路中可设置1～2个冗余链节，提高了装置的可靠性； 链式直挂可以省去连接变压器，减小了占地面积（不到SVC的一半），降低了装 置成本和损耗，效率可达99.2%及以上； 由于无大型变压器及电抗器，可制造成移动式设备，大大提高设备的使用率。
C1
2010-05-15
连接电抗器
C2
±8M SVG
思源清能的QNSVG产品应用案例
C3
C4
第8页
上海电力公司蒙自变电站SVG
项目名称： 上海市电力公司蒙自变 电站SVG。作为国家电网公司在建 设坚强的智能电网关键领域的试点 工程和成果。
安装地点： 上海市世博园国家电网 馆地下一层的智能电网综合展示区
SVG

全世界已投运最多的的链式SVG
制造商
3
思源清能：产品系列（1）
2014-2-17
智能电网中的无功补偿与谐波治理
4
思源清能：产品系列（2）
400/690V SVG / APF
2014-2-17 智能电网中的无功补偿与谐波治理
400/690V TSVG / TAPF
5
思源清能：产品系列（3）
2010-06-07 SVG与APF的工作原理 ver1.0
不同触发角度下的TCR电流波形
第21页
SVC的缺陷
TSC/TCR均采用晶闸管，晶闸管为半控型元件，响应时间 为40~60ms，MCR型响应时间更是高达100-200ms，不能动态
快速地跟踪负荷的变化；
TSC属于有级调节，容易出现过补和欠补；
TCR/MCR自身产生大量谐波，需另外配置滤波支路，不具
备有源滤波的功能； TCR/MCR/TSC采用大的交流电抗和电容器，占地面积大；
TCR/MCR/TSC 属于阻抗型补偿方式，低电压特性差，且受系统
参数影响大，容易和系统发生谐振，危害供电系统安全；
……
SVG基本工作原理
SVG以大功率电压 型逆变器为核心， 通过调节逆变器 输出电压，使其 和系统电压形成 可调基波电压差 或谐波电压差， 从而控制注入系 统的无功电流或 谐波电流
思源清能介绍
2010-06-16
公司介绍 ver1.0
第1页
思源清能：研发实力

思源清能：国内唯一一家掌握多种柔性
交流输配电装置自主知识产权、能够提
供输配电系统稳定分析、电能质量综合 治理及大功率电力电子设备研发和制造
博士
16 97
的高新技术企业

北京思源清能：清华大学柔性输配电研 究所所长刘文华教授担任北京思源清能
0.4
容性电流
0
感性电流
容性电流
0
感性电流
当电压从1.0降低至0.4时，SVC的输出 电流从1.0减少到0.4，输出无功从1.0 降至0.16
2010-06-16 SVG/STATCOM的特点与优势 ver1.0
当电压从1.0降低至0.4时，SVG输出电 流可以维持1.0不变（甚至可运行在短 时过载区，增加输出电流），输出无 功从1.0降至0.4，是SVC的2.5倍
100Mvar SVG
±50Mvar SVG
SVG或 SVC 最经常 运行的 区域
+
50Mvar FC
同容量SVG的损耗小于同容量 SVC的1/2，小于同容量MCR的1/3。
2010-06-16 SVG/STATCOM的特点与优势 ver1.0 第31页
（5）运行安全性能大大提高
SVC以可控硅调节电抗加多组FC作为无功补偿 的主要手段
A 保护操作屏／Protection ＆ Operation Panel 交流电源屏／AC Power Supply Panel 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A X 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
B Y 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C Z
LINKA
远程监控系统 Remote SCADA System
控制系统
装置投切控制
连 接 电 抗 器 启 动 装 置
CAN总线 其他模块 控制系统
IGBT换 流阀组
2010-06-07
SVG与APF的工作原理 ver1.0
第25页
SVG的特点与优势
（1）响应速度快
100
闪变改善率 K（％）
80
τ = 5ms
60 40 20
τ = 10ms τ = 15ms τ = 20ms