高壓大功率靜止無(wú)功發(fā)生器SVG作為無(wú)功補(bǔ)償領(lǐng)域的另一重要分支，SVG是當(dāng)前世界上Z先進(jìn)也是Z復(fù)雜的補(bǔ)償技術(shù)產(chǎn)品，在響應(yīng)速度、穩(wěn)定電網(wǎng)電壓、降低系統(tǒng)損耗、增加傳輸能力、提高瞬變電壓極限、降低諧波和減少占地面積等多方面具有更加優(yōu)越的性能。由于區(qū)域電網(wǎng)的容量越來(lái)越大，這就要求補(bǔ)償裝置的容量也相應(yīng)增大。在幾百M(fèi)VA級(jí)的無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)中，常用的方案是將SVG與SVC相結(jié)合，充分發(fā)揮SVG的快速特性和SVC的穩(wěn)態(tài)性能，使系統(tǒng)在補(bǔ)償特性、造價(jià)、可靠性等方面達(dá)到Z優(yōu)。

1，SVG (STATC OM)原理

SVG是當(dāng)今無(wú)功補(bǔ)償領(lǐng)域Z新技術(shù)的代表。SVG并聯(lián)于電網(wǎng)中，相當(dāng)于一個(gè)可變的無(wú)功電流源，其無(wú)功電流可以快速地跟隨負(fù)荷無(wú)功電流的變化而變化，自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)所需無(wú)功功率。由于SVG的響應(yīng)速度極快，所以又稱為靜止同步補(bǔ)償器(Static Synonous Compensator, 簡(jiǎn)稱STATCOM)。

SVG的基本原理(見(jiàn)圖2)是利用可關(guān)斷大功率電力電子器件(如IGBT)組成自換相橋式電路，經(jīng)過(guò)電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制其交流側(cè)電流，就可以使該電路吸收或者發(fā)出滿足要求的無(wú)功電流，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康摹?/span>

2，SVG的功能

目前Z理想的方案就是采用SVG，用以提高電網(wǎng)穩(wěn)定性，增加輸電能力，消除無(wú)功沖擊，濾除諧波，平衡三相電網(wǎng)。

⑴ 提高線路輸電穩(wěn)定性

在長(zhǎng)距離輸電線路上安裝SVG裝置，不但可以在正常運(yùn)行狀態(tài)下補(bǔ)償線路的無(wú)功損耗，抬高線路電壓，提高有效輸電容量，而且可以在系統(tǒng)故障情況下提供及時(shí)的無(wú)功調(diào)節(jié)，阻尼系統(tǒng)振蕩，提高輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性。

⑵ 維持受電端電壓，加強(qiáng)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性

對(duì)于負(fù)荷中心而言，由于負(fù)載容量大，又沒(méi)有大型的無(wú)功電源支撐，因此容易造成電網(wǎng)電壓偏低甚至發(fā)生電壓崩潰的穩(wěn)定事故。而SVG具有快速的無(wú)功功率調(diào)節(jié)能力，可以維持負(fù)荷側(cè)電壓，提高負(fù)荷側(cè)供電系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性。

⑶ 補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)功功率，提高功率因數(shù)，降低線損，節(jié)能降耗

電力系統(tǒng)中的大量負(fù)荷，如異步電動(dòng)機(jī)、電弧爐、軋機(jī)以及大容量的整流設(shè)備等，在運(yùn)行中需要大量的無(wú)功;同時(shí)，輸配電網(wǎng)絡(luò)中的變壓器、線路阻抗等也會(huì)產(chǎn)生一D的無(wú)功，導(dǎo)致系統(tǒng)功率因數(shù)降低。

對(duì)電力系統(tǒng)而言，負(fù)荷的低功率因數(shù)會(huì)增加供電線路的能量損耗和電壓降落，降低了電壓質(zhì)量。同時(shí)，無(wú)功也會(huì)導(dǎo)致發(fā)電、輸電、供電設(shè)備的利用率降低;對(duì)于電力用戶而言，低功率因數(shù)會(huì)增加電費(fèi)支出，加大生產(chǎn)成本。

⑷ 抑制電壓波動(dòng)和閃變

電壓波動(dòng)和閃變主要是負(fù)荷的急劇變化引起的。負(fù)荷的急劇變化會(huì)導(dǎo)致負(fù)荷電流產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的劇烈波動(dòng)，劇烈波動(dòng)的電流使系統(tǒng)電壓損耗快速變化，從而引起受電端電網(wǎng)電壓閃變。引起電壓閃變的典型負(fù)荷有電弧爐、軋鋼機(jī)、電力機(jī)車等。

SVG能夠快速地提供變化的無(wú)功電流，以補(bǔ)償負(fù)荷變化引起的電壓波動(dòng)和閃變現(xiàn)象。

目前，抑制電壓波動(dòng)和閃變的Z佳方案是采用SVG。

⑸ 抑制三相不平衡

配電網(wǎng)中存在著大量的三相不平衡負(fù)載，典型的如電力機(jī)車牽引負(fù)荷和交流電弧爐等。同時(shí)，線路、變壓器等輸配電設(shè)備三相阻抗的不平衡也會(huì)導(dǎo)致電壓不平衡問(wèn)題的產(chǎn)生。

SVG能夠快速地補(bǔ)償由于負(fù)載不平衡所產(chǎn)生的負(fù)序電流，始終保證流入電網(wǎng)的三相電流平衡，大大提高供用電的電能質(zhì)量。

⑹ 面向電網(wǎng)應(yīng)用多種補(bǔ)償功能

抑制系統(tǒng)振蕩，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性，為電網(wǎng)安全保駕護(hù)航。

由于區(qū)域電網(wǎng)的容量越來(lái)越大，這就要求補(bǔ)償裝置的容量也相應(yīng)增大。在幾百M(fèi)VA級(jí)的無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)中，常用的方案是將SVG與SVC相結(jié)合，充分發(fā)揮SVG的快速特性和SVC的穩(wěn)態(tài)性能，使系統(tǒng)在補(bǔ)償特性、造價(jià)、可靠性等方面達(dá)到Z優(yōu)。

3，SVG-優(yōu)勢(shì)

SVG是目前Z為先進(jìn)的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，基于電壓源型變流器的補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)了無(wú)功補(bǔ)償方式質(zhì)的飛躍。它不再采用大容量的電容、電感器件，而是通過(guò)大功率電力電子器件的高頻開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)無(wú)功能量的變換。從技術(shù)上講，SVG較傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置有如下優(yōu)勢(shì)：

⑴ 響應(yīng)速度更快

SVG響應(yīng)時(shí)間：≤5ms。

傳統(tǒng)靜補(bǔ)裝置響應(yīng)時(shí)間： ≥10ms。

SVG可在極短的時(shí)間之內(nèi)完成從額定容性無(wú)功功率到額定感性無(wú)功功率的相互轉(zhuǎn)換，這種無(wú)可比擬的響應(yīng)速度完全可以勝任對(duì)沖擊性負(fù)荷的補(bǔ)償。

⑵ 電壓閃變抑制能力更強(qiáng)

SVC對(duì)電壓閃變的抑制Z大可達(dá)2：1，SVG對(duì)電壓閃變的抑制可以達(dá)到5：1，甚至更高。SVC受到響應(yīng)速度的限制，其抑制電壓閃變的能力不會(huì)隨補(bǔ)償容量的增加而增加。而SVG由于響應(yīng)速度極快，增大裝置容量可以繼續(xù)提高抑制電壓閃變的能力。

⑶ 運(yùn)行范圍更寬

SVG能夠在額定感性到額定容性的范圍內(nèi)工作，所以比SVC的運(yùn)行范圍寬很多。更重要的是，在系統(tǒng)電壓變低時(shí)，SVG還能夠輸出與額定工況相近的無(wú)功電流。

⑷ 補(bǔ)償功能多樣化

SVG不僅具有快速補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)功功率的目的，還能夠根據(jù)用戶實(shí)際需要，對(duì)負(fù)荷諧波電流、負(fù)序電流等電能質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行綜合補(bǔ)償。

⑸ 諧波含量極低

SVG采用了PWM技術(shù)、三電平技術(shù)和多重化技術(shù)，不僅自身產(chǎn)生的諧波含量極低，還能夠?qū)ω?fù)載的諧波和無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)有源濾波的功能，真正做到多功能化。

⑹ 占地面積小

由于無(wú)需高壓大容量的電容器和電抗器做儲(chǔ)能元件，SVG的占地面積通常只有相同容量SVC的50%。

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