SVG(靜止無功發生器)

SVG是典型的電力電子設備，由三個基本功能模組構成：檢測模組、控制運算模組及補償輸出模組。其工作原理為由外部CT檢測系統的電流信息，然後經由控制晶片分析出當前的電流信息、如PF、S、Q等；然後由控制器給出補償的驅動信號，最後由電力電子逆變電路組成的逆變迴路發出補償電流。國際上最先進的SVG產品是STATCOM---靜態無功補償裝置。

SVG靜止無功發生器採用可關斷電力電子器件（IGBT）組成自換相橋式電路，經過電抗器並聯在電網上，適當地調節橋式電路交流側輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制其交流側電流。迅速吸收或者發出所需的無功功率，實現快速動態調節無功的目的。作為有源型補償裝置，不僅可以跟蹤衝擊型負載的衝擊電流，而且可以對諧波電流也進行跟蹤補償。

基本介紹

• 中文名：靜止無功發生器
• 外文名：Static Var Generator
• 簡稱：SVG
• 又稱：STATCOM

基本原理

技術對比

相較於傳統的LC濾波迴路，SVG主要有無功補償性能優良、支持補償不平衡負載及補償零序諧波電流（主要為3次）的優點，而這些都是傳統LC迴路組成的補償電路所不具備的功能。

具體對比如下：

對比項目	傳統LC迴路	Sinexcel 系列SVG	iNAS-S系列STATCOM
穩定性	由LC組成補償迴路，容易同系統發生諧振	不受系統諧波影響，實時動態補償，系統更穩定	沒有諧振，並能抑制部分諧波
壽命	實際使用壽命通常不超過3年，經常出現1年一換或者3月一換，甚至投切上即跳閘的現象	因為不存在諧振過電壓的問題，可以長期使用（MTBF大於10萬小時）	壽命可達15年
快速回響時間	由於為有級投切，所以沒有快速回響時間	小於300us，可以補償快速波動的負荷	小於100us
回響時間	20ms以上	小於5ms	小於5ms
運行範圍	一般為0~1,（TCR可達-1~1），切換時間較慢	-1~1，從容性到感性調節，且可以快速切換	連續任意調節
容量穩定性	電容器容量一般每年下降，建議運行時間不超過4年；	容量穩定，可以長期使用	容量穩定，長期使用
調節平滑性	有級調節，一般切換容量為20-60kvar	無級調節，可以一直保證穩定在目標PF。	功率因數穩定在0.98以上
諧波含量	較大	諧波含量極低，不會對電網造成二次污染	沒有諧波，並能抑制一定的諧波
穩定電壓	過補或者欠補或造成系統電壓的過壓或者欠壓	不會發生過補或者欠補，可以有效穩定系統電壓	不存在過補和欠補現象
容量充足性	在系統電壓較低的時候，也是系統最需要無功補償的時候，但此時由於系統電壓較低，LC補償迴路補償容量會下降，難以給予足夠的補償容量。	由於採用有源型補償電路，補償容量基本不受系統電壓影響，在各種工況下均可以提供充足的補償容量	可以完全實現額定的補償容量

套用領域

遠距離電力傳輸

◆ 穩定弱系統電壓
◆ 減少傳輸損耗
◆ 增加傳輸能力，使現有電網發揮最大效率
◆ 提高瞬變穩態極限
◆ 增加小干擾下的阻尼
◆ 增強電壓控制及穩定性
◆ 緩衝功率振盪
安裝SVG系統也成為我國正在進行的併網運行提供了堅實的技術保障。

城市二級變電站（35/110kV)

在區域電網中，一般採用分級投切電容器組的方式來補償系統無功，改善功率因數，這種方式只能向系統提供容性無功，並且不能隨負載的變化而實現快速精確調節，在保證母線功率因數的同時，容易造成向系統倒送無功，抬高母線電壓，危害用電設備及系統穩定性。
華西SVG系統可以快速精確地進行容性及感性無功補償，使SVG在穩定母線電壓，提高功率因數的同時，徹底、方便地解決了無功倒送問題。
並且，安裝新的SVG系統時， 可以充分利用原有的固定電容器組和晶閘管相控電抗器（TCR）部分，用最少的投資取得最佳的效果，成為改善區域電網供電質量的最有效的方法.

電弧爐

電弧爐做為非線性及無規律負荷接入電網，將會對電網產生一系列不良影響，其中主要是：
◆ 導致電網嚴重三相不平衡，產生負序電流
◆ 產生高次諧波，其中普遍存在如2、4次偶次諧波與3、5、7次等奇次諧波共存
的狀況，使電壓畸變更趨複雜化
◆ 存在嚴重能夠的電壓閃變
◆ 功率因數低
徹底解決上述問題的唯一方法是用戶必須安裝具有快速回響速度的動態無功補償器（SVG）。華西SVG系統回響小於5ms，完全可以滿足嚴格的技術要求，向電弧爐快速提供無功電流並且穩定母線電網電壓，增加冶金有功功率的輸出，提高生產效率，並且最大限度地降低閃變的影響。SVG具有的分相補償功能可以消除電弧爐造成的三相不平衡，濾波裝置可以消除有害的高次諧波並通過向系統提供容性無功來提高功率因數。

軋機、提升機等其他重工業負載

提升機等其他重工業負載在工作中會對電網產生如下影響：
◆ 引起電網電壓降及電壓波動
◆ 功率因數低
◆ 傳動裝置會產生有害高次諧波，主要是5、7、11、13次為代表的奇次諧波及旁頻，會使電網電壓產生嚴得畸變
安裝華西SVG系統可以完美地解決上述問題，保持母線電壓平穩，無諧波干擾，功率因數接近1.

區域電網

高能耗的工業負荷在我國總用電負荷中占了較大成分，如鋼鐵冶金、石油化工等，這些大工業用戶往往有自己的電網系統。供電部門對這些大用戶有功率因數與電能質量等技術指標約束，利用華西SVG系統對這些大用戶自己內部的電網進行綜合無功補償，達到電力系統對其功率因數與電能質量的要求，同時自身也取得了節能降耗的巨大效益。常見的工業用戶包括大型電焊機、大型木材加工廠、重型粉碎機、礦井提升機、港口大型起重機等。

光伏供電

光伏電源項目現場中運行的負荷多為感性負荷，大量存在的感性負荷，不僅造成系統功率因數過低，降低了生產效率，增加企業電能費用支出，還會引起電網電壓波動，嚴重時影響帶載設備的安全運行，給企業帶來不必要的經濟損失。
根據《國家電網公司光伏電站接入電網技術規定(試行)》規定，大型和中型光伏電站的功率因數應該能夠在0.98（超前）~0.98（滯後）範圍內連續可調。因而，光伏發電系統需要通過無功補償的方式來提高功率因數，保證電能質量。

風電場

風資源的不確定性和風電機組本身的運行特性使風電機組的輸出功率是波動的，導致併網功率因數不合格、電壓偏差、電壓波動和閃變等問題，對於大容量風電場接入系統時還存在穩定性問題，都需要動態無功補償系統。另一方面，系統電壓的波動也會對風機的正常運行造成影響。
SVG不僅可以滿足風電接入系統的功率因數、電壓波動與閃變等要求，還可以減小系統擾動對風機的影響。和電容器和電抗器的配合使用，使基於SVG的綜合補償系統成本低、性能好。而且SVG的可移動性、可擴展性，也使得整個無功補償系統可以隨著風電場的建設同步擴展。

電力機車供電

電力機車運輸方式在保護環境的同時也對電網造成了嚴重“污染”，因電力機車為單相供電，這種單相負荷就造成了供電網的嚴重三相不平衡及較低的功率因數，並產生負序電流。
世界各國解決這一問題的唯一途徑就是在鐵路沿線適當位置安裝SVG系統，通過SVG的分相快速補償功能來平衡三相電網，並提高功率因數。

主要功能

1) 動態補償電網無功功率，提高功率因數

當電網處於感性時，SVG發出容性電流，抵消與之相反的無功電流

當電網處於容性時，SVG發出感性電流，抵消與之相反的無功電流

2) 動態抑制特定次（3，5，7，11次）電流諧波；
3) 可以瞬間提供一定有功功率，補償電網電壓跌落和閃變；

4) 併網後可以自動運行，不需要人員操作；
5) 中文圖形液晶顯示，人機界面清晰友好；
6) 具有完善的自診斷和監視功能，對故障可具體定位，方便調試；
7) 具有完善的軟硬體看門狗，保證裝置可靠運行；
8) 具有完善的線上運行狀態監視功能；
9) 準確測量並顯示系統當前的各個狀態量

10)抑制電網三相不平衡

產品特點

● 快速回響能力
Newangle靜止無功發生器 採用了先進的算法，動態補償電網無功功率的暫態回響時間為1ms。
● 高度的可靠性
Newangle靜止無功發生器SVG 具有輸出過電流、直流側過電壓、直流側欠電壓、交流側過電流、交流側過電壓、IGBT死區保護以及IGBT綜合保護等多種保護功能，確保在系統或設備出現運行異常時，可靠地使設備退出運行或保護系統及設備。
● 大容量的補償能力
Newangle本產品做到不受限制地進行並櫃擴容，使得對大容量諧波的補償成為可能，並且大大降低了成本。
● 簡單的操作方法和結構
Newangle靜止無功發生器SVG操作簡單，只需與負荷並聯入系統，無需進行其他的操作。內部結構簡潔，變流器為模組化結構，易於安裝和維護，接入系統後，無需人工干預即可正常運行。
● 高性價比
全面國產化技術，控制器、變流器以及產品結構等方面具有自主的智慧財產權。
產品別名：無功補償裝置，無功補償，SVG，SVC，低壓無功補償，靜止無功發生器

技術規格

SVG技術規格
電氣接線	三相三線，三四相線，單相
支持電壓等級	380V/690V/1000V/6KV/10KV/35KV
輸入電壓範圍 （V）	-30%~+30%
輸入頻率範圍 (Hz)	50/60HZ +/-5%
尺寸（mm,寬×高×深）	(800*800*2200)*2；壁掛式或更小尺寸可定製
多機並聯	不限（一台主控）
進線方式	上進線/後進線
噪聲(dB)	<58
冷卻方式	智慧型風冷
運行溫度	-5℃~+45℃
儲存溫度	-40℃-+70℃
戶內空氣相對濕度	≤95%（無凝露）
海拔高度	1500m,1500~4000m之間，根據國際GB/T3859.2每增加100m，功率降低1%
防護等級	基本配置Idiv20,其餘IP等級可定製
MTBF（平均無故障時間）	≥10萬小時
CT接線方式	負載側
電流互感連線	特製電流互感器TA
特定諧波次數補償	2～50次任意選擇，在液晶監控及後台軟體監控均可實現
開關頻率	平均>=10KHz
控制方法	快速傅立葉變換FFT和瞬時無功
拓撲結構	三電平逆變
整機效率	≥97%
回響時間	≤5ms
補償三相不平衡負載	有
過載保護	有，自動限流在100%額定輸出
人機界面	7英寸LCD觸控螢幕
通訊協定	RS485；Modbus/電總協定；乾接點
故障記錄

產品分類

SVG產品主要分為中高壓和低壓SVG。中高壓是指套用在6kV、10kV及35kV場合的SVG，目前國內主要的廠家為先行電氣、遼寧鞍山榮信及上海思源電氣和山東新風光電子；低壓是指套用在1kV以內，具體為380/400V及690V的SVG，目前國內主要的廠家為深圳市盛弘電氣、ABB等。國內能夠生產STATCOM的主要廠家就是深圳市英納仕電氣有限公司，產品性能達到國際先進水平，並獲得國內最權威的相關認證---上海電器設備檢測所和國家電力電子產品質量監督中心西安電力電子技術研究所電力電力實驗室的權威認證。

深圳市英納仕電氣有限公司生產的iNAS-S的STATCOM,採用國際上最先進的單相控制技術和雙閉環控制技術，對於焊接、中頻爐（700~1400HZ)、直流調速電機、UPS等功率因數變化複雜且功率因數偏低的狀況都能進行連續有效補償，使功率因數可以穩定在0.98~1之間（這是無功補償裝置最優越的使用效果），對通常使用的工況進行動態無功補償更加有效。單機補償容量可以達到1000Kvar,並可同時並聯10台以上的靜止同步無功補償裝置。

其中盛弘電氣的的三電平技術又較為領先，主要有如下特點：

Sinexcel 系列SVG採用創新的三電平逆變電路，並且利用突破性的控制算法進行控制，可以在保障穩定性的前提下，達到最優的補償效果。相較於其他廠家SVG有如下優勢：

1、-40~20%電壓支持範圍，45-63頻率支持範圍，可以適用各種嚴酷的工況；

2、採用創新三電平逆變電路，開關頻率更高，整機性能提升；

3、採用智慧型的控制算法，可以實現快速的分析及回響；

4、高功率密度比，可以有效降低產品體積；

5、模組化設計，方便並聯擴容以及產品維護；

6、獨特風道設計，模組間互不干擾，方便與其他產品合併組櫃；

7、採用軍工級電流感測器JCE1005-FS/PV來進行電流檢測，反饋電流，用IGBT作保護，同時通過PLC進行採集