SVG與SVC的作用及區(qū)別

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SVG與SVC的作用及區(qū)別

 來源:北極星輸配電網(wǎng)整理   

所屬頻道: 電能質(zhì)量  關(guān)鍵詞:電力電子 SVG SVC

一、SVG的作用

SVG是典型的電力電子設(shè)備，由三個基本功能模塊構(gòu)成：檢測模塊、控制運(yùn)算模塊及補(bǔ)償輸出模塊。其工作原理為由外部CT檢測系統(tǒng)的電流信息，然后經(jīng)由控制芯片分析出當(dāng)前的電流信息、如PF、S、Q等；然后由控制器給出補(bǔ)償?shù)尿?qū)動信號，最后由電力電子逆變電路組成的逆變回路發(fā)出補(bǔ)償電流。

SVG靜止無功發(fā)生器采用可關(guān)斷電力電子器件（IGBT）組成自換相橋式電路，經(jīng)過電抗器并聯(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。迅速吸收或者發(fā)出所需的無功功率，實(shí)現(xiàn)快速動態(tài)調(diào)節(jié)無功的目的。作為有源形補(bǔ)償裝置，不僅可以跟蹤沖擊型負(fù)載的沖擊電流，而且可以對諧波電流也進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償。

二、SVG與SVC的區(qū)別

SVG是英文StaticVarGenerator的縮寫，意思是靜止無功發(fā)生器；SVC是英文StaticVarCompensator的縮寫，是無功補(bǔ)償器的意思

（1）SVG

它可分為電壓型和電流型兩種，其既可提供滯后的無功功率，又可提供超前的無功功率。簡單地說，SVG的基本原理就是將自換相橋式電路通過電抗器或者直接并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當(dāng)調(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的相位和幅值，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)出滿足要求的無功電流，實(shí)現(xiàn)功率無功補(bǔ)償?shù)哪康摹?/span>

（2）SVC

它是用于無功補(bǔ)償?shù)湫偷碾娏﹄娮友b置，它是利用晶閘管作為固態(tài)開關(guān)來控制接入系統(tǒng)的電抗器和電容器的容量，從而改變輸電系統(tǒng)的導(dǎo)納。按控制對象和控制方式不同，分為晶閘管控制電抗器（TCR）和晶閘管投切電容器（FC）配合使用的靜止無功補(bǔ)償裝置（FC+TCR）和TCR與機(jī)械投切電容器（MSC）配合使用的裝置。

點(diǎn)評：SVG是調(diào)整系統(tǒng)電壓的主要設(shè)備，個人認(rèn)為其核心為自換向橋式電路，通過IGBT（風(fēng)機(jī)中均按照有該元件）控制實(shí)現(xiàn)自換相橋式電路的電流的變化，而自換相橋式電路一般有多個功率單元（目前暫還不清楚）串聯(lián)組織，形成一個星形接線，發(fā)出補(bǔ)償電流進(jìn)而調(diào)整母線電壓。

三、SVG與SVC對比之優(yōu)點(diǎn)

STATCOM與同步調(diào)相機(jī)、SVC裝置比較具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1)采用數(shù)字控制技術(shù)，系統(tǒng)可靠性高，基本不需要維護(hù)，可以節(jié)省大量的維護(hù)費(fèi)用;

2)在提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性、阻尼系統(tǒng)震蕩等方面的性能大大優(yōu)于傳統(tǒng)的同步調(diào)相機(jī);

3)控制靈活、調(diào)節(jié)速度更快、調(diào)節(jié)速度廣，在感性和容性運(yùn)行工況下均可連續(xù)快速調(diào)節(jié)，響應(yīng)速度可達(dá)毫秒級;

4)靜止運(yùn)行、安全穩(wěn)定，沒有調(diào)相機(jī)那樣的大型轉(zhuǎn)動設(shè)備，無磨損，無機(jī)械噪聲，將大大提高裝置壽命，改善環(huán)境影響;

5)對電容器的容量要求不高，可以省去常規(guī)裝置中的大電感和大電容及龐大的切換機(jī)構(gòu)，使STATCOM的體積小、損耗低;

6)連接電抗小。STATCOM接入電網(wǎng)的連接電抗，作用是濾除電流中存在的較高次諧波，另外起到將變流器與電網(wǎng)連接起來的作用，因此其電感量遠(yuǎn)小于補(bǔ)償容量相同的TCR等SVC裝置所需的電感量

7)STATCOM輸出電流不依賴于電壓，表現(xiàn)為恒流源特性，具有更寬的運(yùn)行范圍。而SVC本質(zhì)是阻抗型補(bǔ)償，輸出電流和電壓成線性關(guān)系。因此系統(tǒng)電壓變低時，同容量STATCOM可以比SVC提供更大的補(bǔ)償容量

8)STATCOM比SVC具有更快的響應(yīng)速度，因而更適合抑制電壓閃變。STATCOM響應(yīng)時間在10ms以內(nèi)，而SVC響應(yīng)時間一般在20～40ms。STATCOM從額定容性無功功率變?yōu)轭~定感性無功功率(或相反)可在1ms之內(nèi)完成，這種響應(yīng)速度完全可以勝任對沖擊性負(fù)荷的補(bǔ)償;

9)STATCOM的橋式電路采用多重化技術(shù)、多電平技術(shù)或PWM技術(shù)來消除次數(shù)較低的諧波，并使如7、11等較高次數(shù)諧波減小到可以接受的程度。而SVC本身要產(chǎn)生一定量的諧波，如TCR型的5、7次特征次諧波量比較大，占基波值的5%～8%;其他如SR，TCT等也產(chǎn)生3、5、7、11等次的高次諧波，這給SVC系統(tǒng)的濾波器設(shè)計(jì)帶來許多困難;

10)在故障條件下，STATCOM比SVC具有更好的控制穩(wěn)定性。SVC使用了大量電容器電抗器，當(dāng)外部系統(tǒng)容量與補(bǔ)償裝置的容量可比時，SVC會產(chǎn)生不穩(wěn)定性。STATCOM對外部系統(tǒng)運(yùn)行條件和結(jié)構(gòu)變化不敏感;

11)STATCOM比同容量SVC占地面積小、成本低。STATCOM由于使用直流電容器儲能，可以減小電容器體積，且不需要并聯(lián)電抗器即可以控制無功功率平滑變化，因此安裝尺寸大大減小;��

12)STATCOM能夠在一定范圍內(nèi)提供有功功率，減少有功功率沖擊。SVC只能提供無功功率，不具備提供有功功率的功能。

SVG與SVC無功補(bǔ)償裝置的對比分析

與SVC相比，SVG在以下幾方面優(yōu)于SVC：

一、工作原理不同

(1)SVC可以被看成是一個動態(tài)的無功源。根據(jù)接入電網(wǎng)的需求，它可以向電網(wǎng)提供容性無功，也可以吸收電網(wǎng)多余的感性無功，把電容器組通常是以濾波器組接入電網(wǎng)，就可以向電網(wǎng)提供無功，當(dāng)電網(wǎng)并不需要太多的無功時，這些多余的容性無功，就由一個并聯(lián)的電抗器來吸收。電抗器電流是由一個可控硅閥組控制，借助于對可控硅觸發(fā)相角的調(diào)整，就可以改變流過電抗器的電流有效值，從而保證SVC在電網(wǎng)接入點(diǎn)的無功量正好能將該點(diǎn)電壓穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)，起到電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)淖饔谩?/span>

(2)SVG以大功率電壓型逆變器為核心，通過調(diào)節(jié)逆變器輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制交流側(cè)電流的幅值和相位，迅速吸收或發(fā)出所需的無功功率，實(shí)現(xiàn)快速動態(tài)調(diào)節(jié)無功功率的目的。

二、響應(yīng)速度快

一般SVC的響應(yīng)速速是20—40ms;而SVG的響應(yīng)速度不大于5ms，能更好的抑制電壓波動和閃變，在相同的補(bǔ)償容量下，SVG對電壓波動和閃變的補(bǔ)償效果最好。

三、低電壓特性好

SVG具有電流源的特性，輸出容量受母線電壓的影響很小。這一優(yōu)點(diǎn)使SVG用于電壓控制時具有很大的優(yōu)勢，系統(tǒng)電壓越低，越需要動態(tài)無功調(diào)節(jié)電壓，SVG的低電壓特性好，輸出的無功電流與系統(tǒng)電壓沒有關(guān)系，可以看作是一個可控恒定的電流源，系統(tǒng)電壓降低時，仍能輸出額定無功電流，具備很強(qiáng)的過載能力;而SVC是阻抗型特性，輸出容量受母線電壓的影響很大，系統(tǒng)電壓越低，輸出無功電流的能力成比例降低，不具備過載能力。因此SVG的無功補(bǔ)償能力與系統(tǒng)電壓無關(guān)，而SVC的無功補(bǔ)償能力隨系統(tǒng)電壓的下降線性降低。

四、運(yùn)行安全性能提高

SVC以可控硅調(diào)節(jié)電抗加多組電容作為無功補(bǔ)償?shù)闹饕�手段，極容易發(fā)生諧振放大現(xiàn)象，導(dǎo)致安全事故，系統(tǒng)電壓波動大時，補(bǔ)償效果受很大影響，運(yùn)行損耗大;SVG配套電容器不需要設(shè)置濾波器組，不存在諧振放大現(xiàn)象，SVG是有源型補(bǔ)償裝置，是采用可關(guān)斷器件IGBT構(gòu)成的電流源裝置，從而避免了諧振現(xiàn)象，運(yùn)行安全性能大大提高。

五、諧波特性

SVC利用可控硅控制電抗器的等效基波阻抗，不僅受到系統(tǒng)諧波影響大，而且自身會產(chǎn)生大量的諧波，必須配套采用濾波器組，濾除SVC自身產(chǎn)生的諧波含量;SVG采用三電平單相橋技術(shù)，單相可輸出5電平電壓波形，采用載波移相的脈沖調(diào)制方法，不僅受系統(tǒng)諧波影響小，還可以抑制系統(tǒng)的諧波。與SVC相比，SVG采用多重化、多電平或脈寬調(diào)節(jié)技術(shù)等措施后，大大減少了補(bǔ)償電流中的諧波含量。

六、占地面積小

在相同的補(bǔ)償容量下，SVG的占地面積比SVC的減少1/2到2/3。 由于SVG使用的電抗器和電容器比SVC少，因此大大縮小了裝置的體積和占地面積;SVC中的電抗器不僅本身體積比較大，而且考慮到相互間的安裝間隔，整體占地面積較大。

綜上所述，SVG無功補(bǔ)償裝置由于響應(yīng)速度快、諧波含量少、無功調(diào)節(jié)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以大大改善電網(wǎng)的電能質(zhì)量，目前已成為無功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展方向。

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