静止无功发生器的原理及应用

静止无功发生器(SVG)又称为高压动态无功补偿发生装置或静止同步补偿器，是指由自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。

一、SVG的工作原理

1、SVG采用可关断电力电子器件(如IGBT)组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在电网上，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。迅速吸收或者发出所需的无功功率，实现快速动态调节无功的目的。作为有源形补偿装置，不仅可以跟踪冲击型负载的冲击电流，而且可以对谐波电流进行跟踪补偿。

2、电压源型逆变器包含直流电容和逆变桥两个部分，其中逆变桥由可关断的半导体器件IGBT组成。工作中，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，保持系统高功率因数运行。

二、SVG的应用

1、应用目的

在电力系统中，为减少配电网向负荷提供大量无功电流而造成功率损耗，在各受电点均需配置相应电压等级的无功补偿装置，以提高电网输电能力，节约能源。

1）减少线路损耗。

2）提高功率因数。

3）提高设备利用率。

4）改善电能质量。

2、相对优势

1）传统电容补偿装置配置比较低，投切补偿装置运行稳定性差。

（1）低压固定电容器组补偿容量不可调。投切电容器组为分级投切，经常发生投则过补，不投则欠补的问题，使变压器不能在最佳经济状态下运行，并使上端电源侧线损增加，经济效益下降。

（2）不能连续频繁投切电容，因为电容需要放电时间。

（3）投切电容相应速度慢，不能补偿动态无功，即快速的负载无法补偿。采用交流接触器投切电容，相应速度慢而且会产生浪涌冲击、操作过电压、电弧等现象，开关及电容损坏严重。

（4）每组电容有级差，不能连续补偿，功率因数不会补偿很高。

（5）有谐波的场合不能使用，会击穿电容，会造成谐振，引起电容爆炸，应选有源滤波器（APF）或电抗器。

2）SVG相对于传统的调相机、电容器电抗器、以晶闸管控制电抗器TCR为主要代表的传统SVC等方式，SVG有着无可比拟的优势。

（1）补偿方式

采用电容器进行无功补偿，补偿后的功率因数一般在0.8-0.9左右。SVG采用的是电源模块进行无功补偿，补偿后的功率因数一般在0.98以上。

（2）补偿时间

无功补偿需要在瞬时完成，如果补偿的时间过长会造成该要无功的时候没有，不该要无功的时候反而来了的不良状况。传统的无功补偿装置完成一次补偿最快也要200ms的时间，SVG在5-20ms的时间就可以完成一次补偿。

（3）有级无级

传统的无功补偿装置基本上采用的是3-10级的有级补偿，每增减一级就是几十千乏，不能实现精确的补偿。SVG可以从0.1千乏开始进行无级补偿，完全实现了精确补偿。

（4）谐波滤除

传统的无功补偿装置因为采用的是电容式，电容本身会放大谐波，所以根本不能滤除谐波，SVG不产生谐波更不会放大谐波，并且可以滤除50%以上的谐波。

（5）使用寿命

传统的无功补偿装置一般采用接触器或可控硅控制，造成使用寿命较短，一般在三年左右，自身损耗大而且要经常进行维护。SVG使用寿命在十年以上，自身损耗极小且基本上不要维护。

3、应用场合

国家电力部门规定：凡是安装有低压变压器及大型用电设备的地方都应该配备无功补偿装置，特别是那些功率因数较低的工矿企业、居民区必须安装。大型异步电动机、变压器、电焊机、空压机、大型交换机等尤其需要。居民区除白炽灯照明外，空调、冷冻机等也都是无功功率不可忽视的耗用对象。农村用电状况比较恶劣，多数地区供电不足，电压波动很大，功率因数尤其低，加装补偿设备是改善供电状况、提高电能利用率的有效措施。

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