无功补偿的发展及 SVG的工作原理

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三代静止型无功补偿技术

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静态补偿

第一代静止型无功补偿

机械式投切装置 晶闸管投切装置

第二代静止型无功补偿

基于电压源换流器

第三代静止型无功补偿

快速动态补偿

第一代产品——机械式投切电容

固定补偿：电容器、电抗器和机械开关组成；

FC固定补偿为 70年代最普遍的无功补偿方式，随着电力电子的应用，以及电力部门的考核要求，固定补偿不能满足系统无功的变化，同时因为系统谐波， FC补偿对谐波放大形成极大的隐患，该技术目前慢慢被淘汰。

SVC简介SVC（ Static Var Compensator：静止无功补偿器）

晶闸管控制电抗器（ TCR： Thyristor Controlled Reactor） 晶闸管投切电容器（ TSC： Thyristor Switched Capacitor） 晶闸管投切电抗器（ TSR： Thyristor Switched Reactor） 开关投切电容器 / 滤波器（ FC ： Fixed Compensator ， BSC ： Breaker

Switched Capacitor/Filter） 以上各项组合

目前被最广泛使用的 SVC，主要是 TCR+BSC（ FC）形式2010-06-07 SVG与 APF 的工作原理 ver1.0 第 5页

TCR型 SVC基本原理图 SVC可以被看成是一个动态的无功源。根据接入电网的需求，它可以向电网提供无功（容性），也可以吸收电网多余的无功（感性）。把电容器组（通常是滤波器组）接入电网，就可以向电网提供无功。当电网并不需要太多的无功时，这些多余的容性无功，就由一个并联的空心电抗器来吸收。

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SVC工作原理

空心电抗器电流是由一个可控硅阀组控制。借助于对可控硅触发相角的调整，就可以改变流过空心电抗器的电流（基波有效值），从而保证 SVC在电网接入点的无功量正好能将该点电压稳定在规定范围内（电网补偿）。或者，使该点总无功量等于零（负荷补偿），也就相当于功率因数等于 1。2010-06-07 SVG与 APF 的工作原理 ver1.0 第 8页

不同触发角度下的 TCR电流波形

SVC的缺陷

TSC/TCR均采用晶闸管，晶闸管为半控型元件，响应时间为 40~60ms，MCR型响应时间更是高达 100-

200ms，不能动态快速地跟踪负荷的变化；TSC属于有级调节，容易出现过补和欠补；TCR/MCR自身产生大量谐波，需另外配置滤波支路，不具备有源滤波的功能；TCR/MCR/TSC采用大的交流电抗和电容器，占地面积大；TCR/MCR/TSC 属于阻抗型补偿方式，低电压特性差，且受系

统参数影响大，容易和系统发生谐振，危害供电系统安全；……

SVG与 APF基本工作原理SVG 以大功率电压型逆变器为核心，通过调节逆变器输出电压，使其和系统电压形成可调基波电压差或谐波电压差，从而控制注入系统的无功电流或谐波电流

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有源滤波器 APF的工作原理一种特殊的 SVG，主要用于滤除谐波

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+

SVG主电路方案

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A1

A2

B1

B2

C1

C2

dcivLup Rup

oiv

Ldp Rdp

二 /三电平变流器二 /三电平变流器器件直接串联谐波较大dv/dt大绝缘要求高

多重化变流器多重化变流器变压器占地大，成本高无冗余运行能力磁非线性导致过电压和过电流

绝缘由变压器承担

变压器隔离链式逆变器变压器隔离链式逆变器具有冗余运行能力各逆变单元可共用直流电容变压器较复杂绝缘由变压器承担

思源 SVG采用链式结构

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U+-

输出电压+U

-U

0

U+ U+ U+

3U2UU0-U-2U-3U

输出电压

1. 链式 SVG可独立分相控制，有利于解决系统的相间平衡问题，在系统受到扰动时，更好的提供电压支撑；

2. 所有链节的结构完全相同，实现模块化设计，便于扩展装置容量及维护；3. 每相电路中可设置 1～ 2个冗余链节，提高了装置的可靠性；4. 链式直挂可以省去连接变压器，减小了占地面积（不到 SVC的一半），降低了装置成本和

损耗，效率可达 99.2%及以上；5. 由于无大型变压器及电抗器，可制造成移动式设备，大大提高设备的使用率。

思源 SVG成套装置的构成

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控制与保护综合系统（控制、保护、检测等）

脉冲控制

信号

远程监控

中央监控

其他模块控制系统

PT1CT2 35kV系统PT

CT

C

6/10/35kV

系统CT

PT

系统PT

装置CT

QF1

QS1

1KMR

CT1 系统CT

装置投切控制

CAN总线

连接电抗器

启动装置

IGBT换流阀组

控制系统