SVG工作原理與比較優(yōu)勢(shì)

1、靜止無(wú)功發(fā)生器SVG的工作原理與同類產(chǎn)品比較一、SVG的工作原理SVG的基本原理是，將電壓源型逆變器，經(jīng)過(guò)電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上。電壓源型逆變器包含直流電容和逆變橋兩個(gè)部分，其中逆變橋由可關(guān)斷的半導(dǎo)體器件IGBT組成。工作中，通過(guò)調(diào)節(jié)逆變橋中IGBT器件的開(kāi)關(guān)，可以控制直流逆變到交流的電壓的幅值和相位，因此，整個(gè)裝置相當(dāng)于一個(gè)調(diào)相電源。通過(guò)檢測(cè)系統(tǒng)中所需的無(wú)功，可以快速發(fā)出大小相等、相位相反的無(wú)功，實(shí)現(xiàn)無(wú)功的就地平衡，保持系統(tǒng)實(shí)事高高率因數(shù)運(yùn)行。上圖為SVG原理圖，將系統(tǒng)看作一個(gè)電壓源，SVG可以看作一個(gè)可控電壓源，連接電抗器或者可以等效成一個(gè)線形阻抗元件。表1給出了SVG三種運(yùn)行模式的原理說(shuō)明。

2、表 SVG的三種運(yùn)行模式運(yùn)行模式波形和相量圖說(shuō) 明空載運(yùn)行模式UI = Us，IL = 0，SVG不吸發(fā)無(wú)功。容性運(yùn)行模式UI > Us，IL為超前的電流，其幅值可以通過(guò)調(diào)節(jié)UI來(lái)連續(xù)控制，從而連續(xù)調(diào)節(jié)SVG發(fā)出的無(wú)功。感性運(yùn)行模式UI < Us，IL為滯后的電流。此時(shí)SVG吸收的無(wú)功可以連續(xù)控制。SVG可以補(bǔ)償基波無(wú)功電流，也可同時(shí)對(duì)諧波電流進(jìn)行補(bǔ)償，在中低壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償與諧波治理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。二、SVG與TCR/MCR的優(yōu)勢(shì)SVG的核心技術(shù)是基于可關(guān)斷電力電子器件IGBT（絕緣柵型雙極晶體管，可實(shí)現(xiàn)快速的導(dǎo)通/關(guān)斷控制，開(kāi)關(guān)頻率可達(dá)到3500Hz以上）的電壓源型逆變技術(shù)。S

3、VG也被稱為“靜止調(diào)相機(jī)”，它可以快速、連續(xù)、平滑地調(diào)節(jié)輸出無(wú)功，且可實(shí)現(xiàn)無(wú)功的感性與容性雙相調(diào)節(jié)。在構(gòu)成上，TCR是通過(guò)斬波控制，實(shí)現(xiàn)電抗器的等值阻抗調(diào)節(jié)；MCR是通過(guò)可控硅勵(lì)磁裝置控制鐵心飽和度，從而改變等效電抗的裝置，兩者都屬于阻抗型補(bǔ)償裝置；SVG是通過(guò)逆變器的控制實(shí)現(xiàn)無(wú)功的快速調(diào)節(jié)，不再需要大容量的交流電容/電抗器件，是屬于電源型的主動(dòng)式補(bǔ)償裝置。與相控電抗器TCR和磁閥控制電抗器MCR相比，SVG的具有明顯性能優(yōu)勢(shì)：(1) SVG能耗小，相同調(diào)節(jié)范圍下，SVG的損耗只有MCR的1/4，TCR的1/2，運(yùn)行費(fèi)用低，更節(jié)能環(huán)保；(2) SVG是電流源型裝置，主動(dòng)式跟蹤補(bǔ)償系統(tǒng)所需無(wú)功；

4、從機(jī)理上避免了大容量電容/電抗元器件并聯(lián)在電網(wǎng)中可能發(fā)生的諧振現(xiàn)象；在電網(wǎng)薄弱的末端使用，其安全性比阻抗型裝置更高；(3) SVG的響應(yīng)速度更快，整體裝置的動(dòng)態(tài)無(wú)功響應(yīng)速度小于10ms，而TCR型SVC的響應(yīng)時(shí)間約為20-40ms， MCR型無(wú)功補(bǔ)償裝置響應(yīng)時(shí)間在200ms以上。相比之下，SVG實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，首次將動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)捻憫?yīng)時(shí)間縮短到一個(gè)工頻周期之內(nèi)； (4) SVG中的諧波特性更好。TCR/MCR運(yùn)行過(guò)程中都產(chǎn)生較大的諧波，尤其是TCR，最大諧波電流含量達(dá)到20%以上。而SVG自身不產(chǎn)生諧波，同時(shí)還能濾除系統(tǒng)諧波，保證運(yùn)行安全性；(5) SVG采用模塊化設(shè)計(jì)和戶柜式安裝，工程設(shè)計(jì)和

5、安裝工作量?。?6) TCR/MCR是阻抗型特性，輸出無(wú)功容量和母線電壓的平方成正比；SVG具有電流源的特性，輸出容量和母線電壓成線形關(guān)系。在母線電壓偏低的情況下，SVG出力大，不產(chǎn)效果更好；圖 MCR和SVG（STATCOM）補(bǔ)償?shù)碾妷弘娏魈匦?7) SVG的噪音很小(45dB) ，更符合節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)理念。與同類產(chǎn)品的比較分析匯總表性能特點(diǎn)SVG型補(bǔ)償裝置TCR型補(bǔ)償裝置SVG型補(bǔ)償裝置的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)補(bǔ)償原理電壓源型逆變器可控硅調(diào)節(jié)電抗可動(dòng)態(tài)快速連續(xù)調(diào)節(jié)無(wú)功輸出，最大限度滿足功率因數(shù)補(bǔ)償要求，任意時(shí)刻的功率因數(shù)達(dá)到0.981.0。SVG的補(bǔ)償原理和具體實(shí)現(xiàn)方式都更為先進(jìn)，具備以下優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)。

6、無(wú)功補(bǔ)償能力感性/容性雙向可調(diào)只能提供感性無(wú)功和TCR相比，SVG只需要配一半容量的電容器，就可達(dá)到同樣的容性無(wú)功補(bǔ)償范圍，且無(wú)需配置濾波支路。由于無(wú)需濾波，任何時(shí)候都可對(duì)SVG配套電容器組進(jìn)行擴(kuò)容或改造，滿足可能的工況變化帶來(lái)的新需求。諧波特性不需增加濾波支路情況下，具備濾除諧波的能力TCR自身產(chǎn)生較大諧波，必須配備各次濾波支路SVG在不需要增加濾波支路情況下，對(duì)背景諧波具備治理能力。可完全濾除13次及以下諧波，可濾除風(fēng)機(jī)產(chǎn)生諧波，或?yàn)V除背景諧波防止其對(duì)風(fēng)機(jī)的影響。TCR自身產(chǎn)生諧波，必須配備濾波器組濾除自身諧波才能工作；若需要同時(shí)濾除背景諧波，還需要增加濾波器容量。占地面積小大TCR型：由

7、控制、晶閘管閥體、相控電抗器、三組濾波裝置構(gòu)成；SVG：控制、啟動(dòng)、IGBT閥體、連接變壓器、一組固定電容裝置構(gòu)成；SVG型的占地面積小一半以上。運(yùn)行安全性可控電流源阻抗型，易諧振SVG是直接電流控制，電流輸出可以限幅，不會(huì)發(fā)生諧振或諧波電壓放大，安全性高。TCR是阻抗型補(bǔ)償，在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，系統(tǒng)運(yùn)行情況改變、SVC中的電抗器、電容器參數(shù)發(fā)生變化，都易導(dǎo)致諧波電壓放大，影響系統(tǒng)安全性。閉環(huán)響應(yīng)速度10ms以內(nèi)4060ms以內(nèi)響應(yīng)速度快，具備超強(qiáng)無(wú)功補(bǔ)償與諧波濾除作用。SVG采用新型電力電子器件IGBT，開(kāi)斷時(shí)間小于10us，而TCR采用晶閘管的開(kāi)斷時(shí)間10ms，相差1000倍，導(dǎo)致SVG響應(yīng)速度更快。損耗小，0.811.2%SVG運(yùn)行損耗低，主要是連接變壓器損耗和IGBT損耗，成套裝置的運(yùn)行損耗約0.8%左右，而SVC中僅相控電抗器的損耗就達(dá)0.91%，加上晶閘管損耗、濾波支路損耗，總損耗達(dá)到1.2%左右。無(wú)功調(diào)節(jié)方式直接控制輸出無(wú)功電流調(diào)節(jié)并聯(lián)阻抗輸出無(wú)功補(bǔ)償電流不隨母線電壓下降而下降。加上SVG的響應(yīng)速度快，使得同容量的SVG的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償及電壓穩(wěn)定控制能力是同容量TCR或MCR的1.2倍以上。噪音小，45dB較大，65dB由于沒(méi)有相控電抗器、諧波特性好