高压动态无功补偿与滤波装置SVG概述

高压动态无功补偿与滤波装置（SVG）概述第一篇、SVG产品概述

柔性交流输电系统（FACTS）技术是电力行业世界前沿科技，它是指采用电力电子型静止控制器来加强交流输电系统可控性和增强输电线路功率传输能力。静止同步补偿器（Static Synchronous Compensator, STATCOM，又称为SVG）是FACTS 中的一种重要装置，是一种新型的动态无功补偿装置，它在输电网、受端大电网和用户侧电能质量控制中都有广阔的应用，其核心的大功率换流器技术也是FACTS的核心技术。

1.1SVG原理及结构

1)、SVG的原理

电容无功补偿的原理是：容性无功功率在本质是电压与超前它90°的电流的乘积。感性无功功率是电压与滞后它90°的电流的乘积。

而SVG的原理就是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超前90°或滞后90°的无

功电流，从其原理上来补偿和实现动态无功补偿的目的。

SVG以三相大功率电压逆变器为核心，其输出电压通过变压器或电抗器接入系统，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与容量，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。

其原理如下图所示：

图1 SVG工作原理示意图

2）、SVG的组成

SVG的组成部分主要由连接电抗器、启动装置、IGBT换流阀组、控制系统、等部分组成。

请参考示意图：

1.2SVG 补偿技术的优势

SVG型动态无功补偿与谐波治理装置是目前最先进的动态无功补偿技术。具备补偿性能强、谐波特性好、运行安全性可靠性高、占地面积小、损耗小噪音低、可靠性高维护量小等特点。

（1）补偿性能强：动态快速连续调节无功输出，最大限度满足功率因数补偿要求，任意时刻的功率因数按近1.0，设备投资效益高。

（2）谐波特性好：SVG不产生谐波电流，而且能有源滤除负载产生的各次谐波电流，很好的满足了各个行业无功补偿与谐波治理的综合需求。

（3）运行安全性可靠性高：SVG是可控电流源，不会产生过电流、不会产生谐波电压放大，尤其适合变电站等对安全性要求高的用户使用。

（4）占地面积小：由于自身没有谐波，不需要滤波器组，占地面积大大减小。（5）运行损耗低，效率高，噪音低。

（6）可靠性高，维护量小：满足IGBT功率模块N-1运行方式，一个模块故障可旁路继续运行，可靠性大大提高。模块化设计，安装、调试工作量小，基本免

维护。

(7)、能够解决负荷的不平衡问题、能够短时补偿有功功率

（8）、对系统参数不敏感，安全性与稳定性好，电流源特性，输出无功电流不受母线电压影响，SVC是阻抗型特性，输出电流随母线电压线性降低

SV G成套装置基于链式串联结构构成，通过连接电抗器接入系统，提供连续快速可调的感性和容性无功，装置的调节范围无级动态补偿，完全能满足电网无功补偿及谐波治理的要求；同时还可根据具体实际工况与FC部分配合使用，配置灵活，效果明显，是目前最先进的补偿技术之一。

第二篇、SVG的一般应用方案

SVG根据系统具体情况，提供针对性的补偿补偿方案，广泛应用于35kV、10kV 系统的基于链式SVG的动态无功补偿与谐波治理装置，完美适应冶金变电站等的无功补偿需要，既能解决冶金供电系统功率因数补偿、电压波动、闪变等电能质量问题，也能很好改善谐波对设备的影响一般有几种种补偿方式：

1）、SVG+FC 方式：SVG补偿装置+串联电抗器的高压电容器补偿支路，主要功能是提供固定容量的容性无功，使其与SVG装置优势互补，

整体性能价格比达到最优。

2）、SVG直接并于系统动态补偿：SVG无功补偿装置的调节容量从感性到容性连续可调，并且同时具备谐波滤除能力.

3)、除了需要根据电网发展阶段性选择合适的安装设备，无功补偿的接入电压等级也需跟随电网发展的变化，我们方案中通过高压转换开关，可使SVG装置采用不同的连接方式接入需要的电压等级。

应用领域

（1）输电系统的枢纽变电站，提高线路传输能力

在长距离输电线路的中点安装SVG装置，可以明显提高电力系统输配电性能，达到如下目的：

l正常状态下补偿线路的无功功率，稳定系统电压，减少传输损耗；

l动态维持输电线路端电压，有效提高线路输电容量，使现有电网发挥最大效率；

l提高系统暂态稳定水平，减少低压释放负荷量，防止发生暂态电压崩溃；

l阻尼电力系统功率振荡。

（2）负荷中心变电站无功优化，提高电压稳定性

在配电网负荷中心站安装SVG装置，可达到如下目的：

l跟随负荷变化精确调节无功输出，避免无功倒送，提高系统功率因数；

l实时调整系统电压，改善区域电网供电质量；

l系统故障情况下提供电压支撑，保证供电安全可靠性。

（3）电气化铁路的牵引和辅助供电系统

电力机车为单相供电，不仅产生大量谐波，而且造成了供电网的严重三相不平衡及较低的功率因数，并产生负序电流。目前世界各国解决这一问题的最先进方案就是在铁路沿线适当位置安装SVG。

和传统SVC相比，SVG的性能价格比更具优势，不仅能补偿无功、消除谐波，还可以在相间传递有功功率，彻底消除不平衡，而且其运行损耗也要远小于传统SVC，节能降耗的效果显著。当牵引供电系统位接入较薄弱电网时，利用SVG的电压支撑能力，可以充分提高牵引供电能力、提高牵引变压器等设备的利用率。

（4）风电场接入低电压穿越功能

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。

SVG是风电场补偿的最佳选择，不仅可以满足风电接入系统的功率因数、电压波动与闪变等要求，还可以减少系统扰动对风机的影响，具有很好的低电压穿越特性。

（5）轧机等工业负荷的无功与谐波综合补偿

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：

l引起电网电压降低及电压波动，严重时使电气设备不能正常工作，降低了生产效率

l功率因数降低

l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。

SVG可以完美地解决上述问题，保持母线电压稳定，消除谐波干扰，功率因数接近于1。和传统SVC相比，当用于即需要补偿无功，提高功率因数，又需要对谐波进行治理的工业用户，新型补偿装置能同时消除谐波的功能使SVG成为轧机等工业用户无功补偿的首选。

（6）电弧炉电压波动和闪变治理

电弧炉作为典型非线性负荷接入电网，对电网产生一系列不良影响：

l存在严重的电压波动与闪变

l电网严重三相不平衡，产生负序电流

l产生谐波，电压畸变复杂，主要呈现2~7次连续性谐波

l功率因数低

彻底解决上述问题的唯一方法是安装具有快速响应速度的动态无功补偿装置SVG，响应时间小于10ms，向电弧炉快速提供无功电流并且稳定母线电压，增加注入炉内有功功率，提高生产效率，消除闪变的影响，同时可对谐波与不平衡进行补偿。

和传统SVC相比，当用于电弧炉补偿时，SVG具有极大的优越性，电压闪变的改善程度要比用传统SVC高4~5倍，同时，由于电压稳定的效果好、自身不产生谐波等原因，节能降耗的效果也要比传统SVC高出1倍以上。

（7）提升机、绞车等矿井负荷无功补偿与谐波综合治理

随着采煤机械化和自动化程度提高，应用SVG可实现如下功能：l煤炭供电系统功率因数低、吨煤能耗增大，可减少无功损耗，节