[科普中国]-SVG

SVG是采用大功率全控型电力电子器件（IGBT）构成的链式电压源型换流器，经连接电抗器并联于电网，适当调节换流器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，使换流器吸收或者发出满足要求的电流，实现动态无功补偿和谐波治理的目的

基本结构动态无功补偿装置包括三个组成部分，分别负责进行控制、功率与启动。控制环节的组成包括计算机、控制/采样/驱动模块，对于数据信息的采样通过采样模块来实现，对于数据信息的采用通过控制模块来进行计算，通过驱动模块来对信号进行触发，发布指令运行功率环节。对于动态无功补偿装置来说，功率部分是其关键环节，其组成包括电力半导体桥式变流器，采用电压型桥式逆变电路作为基本电路结构，而该逆变电路中包括直流电容与逆变桥，前者是桥式变流器储能元件，将其所输出的直流电压经过逆变桥转变为交流电压，进而通过相应的连接电抗器或变压器与电力网络相互连通，在这个过程中，电抗器所起到的作用是避免过电流现象产生，减少波纹并且实现两个电压源之间的有效连接启动。另外，在启动部分还包括充电电阻与旁路开关，充电电阻实现整个回路的有效串联，通过启动电阻来减少电路启动一瞬间发生击穿设备的可能性，避免由此导致的电容与功率元器件损坏的情况；旁路开关在动态无功补偿装置中是与启动电阻并联安装的，事实上，设备装置在启动之后，启动电阻无需与电力时刻串联，因此可以通过旁路开关进行旁路，以此进一步减少有功损耗。1

原理1、SVG无功补偿原理

SVG功率包括电压源型逆变器，因此实际上也可以将其作为一个可变电压源，通过电抗器与电力网络进行有效连接，一旦双方电压不同，则电抗器可以在其两端产生电压差，通过SVG吸收来自于电力网络的电流，并且在对SVG功率部分的电压进行幅值调节的基础上，就可以实现对SVG所吸收的电力网络电流的超前性与滞后性进行的有效控制，并且有效调节该电流的大小。如果电力网络中的电压不足SVG电压，则通过SVG进行输出的电流与电力网络电压相比较存在滞后性，SVG动态无功补偿装置发出的无功为感性无功；如果电力网络中的电压超过SVG电压的情况，则通过SVG进行输出的电流与电力网络电压相比较存在超前性，SVG动态无功补偿装置发出的无功为容性无功。

2、SVG治理谐波原理

SVG对于谐波的治理，不同与传统的动态补偿装置，并非通过电容与电抗所共同构成的LC振荡回路来实现对于谐波的治理，而是通过桥式变流电路的脉冲宽度调试技术来实现对于滤波的有效治理，通过桥式变流电路产生能与负荷谐波大小相同方向相反的谐波来抵消这一谐波，实现对于谐波的有效处理。SVG动态无功补偿装置通常在第2--13次左右可以产生比较好的滤波效果，针对13次以上或者2次以下的滤波在一定程度上可以滤除，但需要对元器件的开关进行调整，相比之下设备的损耗就会有所提升，因此在实际的使用中，应当做好对于负荷谐波的治理频次控制。1

应用1、充分发挥补偿效率方面的优势

按照技术的革新进程进行划分，可以将无功补偿装置划分为动态无功补偿技术的第三代技术革新，该技术的基础为电压源型逆变器，基于此，在无功补偿功能方面实现了飞跃，减少了不必要的大容量电容器与电抗器，采用大功率电力电子元器件的高频开关来实现对于无功功率的有效补偿与变换，进一步实现系统谐波的滤除，并且满足动态无功补偿系统的运行要求。动态无功补偿装置具有较好的补偿性能，可以实现无功输出的快速调节，并且能够对跟踪系统的无功需求加以最大程度的满足。在补偿容量充足的基础上，动态无功补偿装置可以确保在任意时刻的功率因素与1最为接近，相较于相同容量的SVG型装置补偿效果，以往的动态无功补偿装置在补偿效果方面较弱，投资回报效益也无法与SVG型装置相比。SVG型装置补偿可以实现双向调节，对于无功的吸收与发出，具备较为快速的响应速度，可以优化电能质量。在具体的应用过程中SVG闭环响应时间较短，在装置使用效率方面具有较大优势。

2、利用其低电压特性来保障电力网络的稳定运行

SVG动态无功补偿装置具有电流源特性，因此在进行电流输出的过程中，并不会受到母线电压的影响，并且可以对母线电压产生有效的改善作用。一般情况下，如果系统电压较低，则无法通过普通电抗器类的补偿装置作为支撑，这一类的补偿装置还有可能导致系统电压下降，影响系统安全稳定。SVG动态无功补偿装置所采用的元器件包括低损耗功率器件绝缘栅双极型晶体管，通过静止型内部动作来加以运行，在这个过程中，装置运行所产生的损耗较小。以SVG为基础，可以实现对于电力网络的相位与电压功能进行有效调节，并且实现对于无功潮流的有效控制，提高有功输送能力，减少电力网络运行过程中产生的损耗，改善功率因素，提高用户电能质量，同时可以实现对于同步谐振的有效抑制作用，进一步保障电力网络暂态稳定效果。凭借SVG动态无功补偿装置对于无功的有效调节效果，在实际的使用中，SVG具有较大的容量，保证电力系统电压的稳定运行，进一步保障了电力供应的稳定性。1

技术优势传统的无功补偿装置通过调节电容或电感实现无功补偿，虽然应用广泛，但是存在谐振、响应时间慢等问题。SVG是目前最为先进的无功补偿装置，它不再采用大容量的电容、电感器件，而是通过大功率电力电子器件的高频开关实现无功能量的变换，从而使无功补偿技术产生了质的飞跃。SVG静止无功发生器采用无功电流源型实时补偿，响应时间小于10ms，而且是无极连续精确补偿。它应用的补偿技术，对用电系统中出现的感性负载、容性负载都可以进行补偿，补偿后功率因数高于0.98。普通无功补偿装置采用电容器无功补偿，只能对感性负载的情况进行补偿，采用分级投切补偿，每增减一级就是几十千法，存在补偿不精准和过补的状况，且电容无功补偿装置内电容本身会放大配电系统里谐波。另外SVG还设有分相补偿功能模块，可以有效地实现相位间的电能交换。对于负载电流不是三相平衡的，进行重新交换和分配给每相使用，使得变压器输出的是平衡功率，大大减小中线电流。2

常见问题当SVG出现故障时，请根据触摸屏上的故障信息进行相应故障处理。

1、功率单元光纤通信故障

处理方法：检查功率单元和控制器的光纤连接，查看是否有断线、接线错误的情况。

2、功率单元直流欠压故障

处理方法：装置启动过程中由于单元需要预充电，所以出现短时的单元欠压报警属于正常现象。若并网后出现单元欠压故障，查看电网电压是否过低，或功率单元的充电回路是否正常。

3、功率单元直流过压故障

处理方法：检查电网电压是否过高，查看功率单元连接及驱动板有无异常。

4、功率单元过温报警或故障

处理方法：检查风机运行及风道密封情况，查看功率单元温度传感器是否正常。

5、IGBT短路或开路

处理方法：检查IGBT门极板与驱动板的连接情况是否正常，查看IGBT连接和外观有无明损坏和松动。

6、输出过流

处理方法：检查保护参数设置及电流传感器是否正常。3

本词条内容贡献者为:

徐恒山 - 讲师 - 西北农林科技大学