SVG技术及其应用探讨

SVG技术及其应用探讨

周守强刘宇翔刘文玉刘钢

（国网湖南电力公司检修公司湖南长沙410000）

摘要：本文从SVG技术的基本原理出发，分析了SVG相对于传统SVC技术的优点，并介绍了SVG在输变电及供配电系统中的应用，期望为广大电力工作人员提供有益的参考。

关键词：SVG、TCR、静止无功发生器、无功补偿

1.引言

随着工业技术的发展，特别是电动机、电弧炉、轧钢机等大型设备的增加对电网产生频繁的无功功率冲击，严重影响电能质量。无功的增加对电网产生以下方面影响：(a)增加设备容量;(b)增加线路损耗;(c)增加变压器损耗;(d)增加企业运行成本.

2.SVG的基本原理

SVG的基本原理[1]是将电压源型逆变器，经过电抗器并联在电网上。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，保持系统实时高高率因数运行。

3.SVG运行模式

SVG变流器装置和交流系统之间的无功功率交换可以通过改变变流器输出电压的幅值大小来加以控制。相应的，SVG运行模式可分为空载、容性、感性三种运行模式[2]。空载运行模式如图2-2所示。

图2-2空载运行模式

容性运行模式时，装置输出电压幅值和系统电压相等，这时变流器既不发出容性无功功率也不吸收感性无功功率，即此时的系统无功为零，为负载理想的工作状态。

空载运行模式如图2-3所示。

图2-3容性运行模式

容性运行模式时，装置输出电压幅值高于系统电压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发出容性无功功率。

感性运行模式如图2-4所示。

图2-4感性运行模式

感性运行模式时，电网侧系统电压幅值高于装置侧输出电压为滞后的电流，这时SVG装置发出感性无功功率；

通过调节装置输出电压的幅值，无功补偿装置可以实时的快速吸收或者发出系统所需要的无功功率，从而实现快速动态调节无功功率的目的。

4.SVG的优点分析

SVG这种基于电压型PWM变流器的补偿装置实现了无功补偿方式质的飞跃。它不再采用大容量的电容、电感器件，而是通过电力电子器件的高频开关实现无功能量的变换。从技术上讲，SVG系列产品较传统的无功补偿装置有如下优势[1]：

（1）响应速度更快

SVG可在毫秒级时间之内完成从额定容性无功到额定感性无功的相互转换，这种响应速度完全可以胜任对冲击性负荷的补偿。

（2）谐波治理

SVC中TCR在补偿无功功率同时产生大量谐波，导致TCR必须与大容量滤波器同时使用。SVG不产生谐波，而且在动态无功补偿的同时，可抑制谐波。

（3）电压闪变抑制能力更强

SVC受到响应速度的限制，其抑制电压闪变的能力不会随补偿容量的增加而增加，而SVG由于响应速度极快，增大装置容量可以继续提高抑制电压闪变的能力。

（4）运行范围更宽

SVG能够在额定感性无功到额定容性无功的范围内工作，所以比SVC的运行范围宽很多。更重要的是，在系统电压变低时，SVG还能够输出与额定工况相近的无功电流。SVG既可补偿容性无功，也可补偿感性无功，且为连续补偿。

（5）占地面积小

SVG系列产品的占地面积通常只有相同容量SVC的50%。

5.SVG的应用

SVG不仅能提高电网输送能力，而且可以优化电能质量，在对电能要求较高的各行业中得到了广泛的应用。

5.1.SVG在输电系统的应用[2]

1）正常工况下调相调压（即无功控制和电压偏差调节）和故障情况下电压支撑；

2）抑制工频过电压及减少电压波动；

3）改善系统稳定性和提高输电功率，提高线路输电稳定性；

4）降低谐波水平；

5）抑制负荷对电网无功功率冲击和电压闪变，提高系统功率因数，稳定电网电压，提高电压质量，降低线损和变压器损耗，增大变压器和线路带载能力；

5.2.SVG在配电系统及工业用户的应用

1)提高功率因数，避免无功罚款，降低电能成本。

2)降低线损和变压器损耗，提高变压器和负载带负载能力。

3)抑制电压波动和闪变；

4)校正三相电压不平衡（补偿负荷不平衡电流），减小不平衡带来的有功损耗；

5)降低谐波电流和谐波电压；

6.结语

本文介绍了SVG技术的基本原理，分析了SVG相对于传统SVC技术的优点，并介绍了SVG在输变电及供配电系统中的应用，期望为广大电力工作人员提供有益的参考。

参考文献

[1]贺益康，潘再平.电力电子技术[M],北京：科学出版社，2015.

[2]许志强，静止无功发生器的研究，东北石油大学，硕士论文，2011-05-29.

[3]陈雷，肖靓，浅谈新型静止无功发生器，电力电容器与无功补偿[J]，2011-06-30.