SVG與SVC無功補償裝置的對比分析

無功補償裝置在電力系統(tǒng)中必不可少，它的主要作用是提高供配電系統(tǒng)的功率因數，從而提高輸電設備和變電設備的利用率，提高用電效率，降低用電成本;另外，在長距離輸電線路中，在合適的地點加裝動態(tài)無功補償裝置，還可以改善輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高輸電能力，穩(wěn)定受電端及電網的電壓。

無功補償設備經歷幾個發(fā)展階段。早期的典型代表為同步調相機，體積龐大造價高，已漸漸淘汰;第二種是并聯電容器的方法，主要的優(yōu)點是成本低，易于安裝使用，但是需要根據系統(tǒng)可能存在諧波等電能質量問題，純電容已經趨于少見。

目前串聯電抗器的電容器補償裝置是提高功率因數廣泛的一種方式，當用戶系統(tǒng)負荷為連續(xù)性生產，負載變化率不高時，一般建議采用FC的固定補償方式，也可以采用由接觸器控制的分步投切的自動補償方式，這個對于中壓、低壓供配電系統(tǒng)都適用。

當負荷變化較快，或者為沖擊性負荷時，需要快速補償，例如橡膠行業(yè)的密煉機，系統(tǒng)對于無功功率的需求同樣變化快速。但是由于一般的無功自動補償系統(tǒng)所采用的電容器，從運行狀態(tài)斷開，退出電網后，在電容器的兩極之間存有殘壓，殘壓的大小無法預知，需要1-3分鐘的放電時間，所以再次投入電網的間隔至少要等到殘壓通過電容器內部的放電電阻消耗至50V以下時才能進行第二次投入使用，所以無法做到快速響應;另外，由于系統(tǒng)存在大量諧波，由電容器串聯電抗器組成的LC調諧式濾波補償裝置需要大容量的投入來保證電容器的安全，但是同時也有可能造成系統(tǒng)過度補償，令系統(tǒng)呈容性。

SVC

于是，靜止無功補償裝置：(SVC---Static Var Compensator) 誕生了，其典型的SVC代表是由TCR (Thyristor Controlled Reactor) + FC(Fixed Capacitor)組成的，即晶閘管控制電抗器+固定電容器組(通常需要串聯一定比例的電抗器)，靜止無功補償裝置的重要性是它能夠通過調節(jié)TCR中晶閘管的觸發(fā)延遲角來連續(xù)調節(jié)補償裝置的無功功率;SVC這種補償形式目前主要在中高壓配電系統(tǒng)中應用，對于負載容量大、諧波問題嚴重、沖擊性負荷、負載變化率高的場合特別適用，例如鋼廠、橡膠、有色冶金、金屬加工、高鐵等。

SVG

目前隨著電力電子技術的發(fā)展，特別是IGBT器件的出現和控制技術的提高，另外一種有別于傳統(tǒng)的以電容器、電抗器為基礎元器件的無功補償設備應運而生，就是SVG (Static Var Generator) ，即靜止無功發(fā)生器，它通過PWM脈寬調制控制技術，使其發(fā)出無功功率，呈容性;或者吸收無功功率，呈感性。SVG由于沒有大量使用電容器，而是采用橋式變流電路多電平技術或PWM技術來進行處理，所以不需要使用時對系統(tǒng)中的阻抗進行計算。同時，相較于SVC，SVG還有體積小、能更加快速的連續(xù)動態(tài)平滑的調節(jié)無功功率的優(yōu)點，同時可容性感性雙向補償。

SVG與SVC無功補償裝置的對比分析

1工作原理不同

(1) SVC可以被看成是一個動態(tài)的無功源。根據接入電網的需求，它可以向電網提供容性無功，也可以吸收電網多余的感性無功，把電容器組通常是以濾波器組接入電網，就可以向電網提供無功，當電網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在電網接入點的無功量正好能將該點電壓穩(wěn)定在規(guī)定范圍內，起到電網無功補償的作用。

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

2響應速度快

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

3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的無功補償能力與系統(tǒng)電壓無關，而SVC的無功補償能力隨系統(tǒng)電壓的下降線性降低。

4運行安全性能提高

SVC以可控硅調節(jié)電抗加多組電容作為無功補償的主要手段，極容易發(fā)生諧振放大現象，導致安全事故，系統(tǒng)電壓波動大時，補償效果受很大影響，運行損耗大;SVG配套電容器不需要設置濾波器組，不存在諧振放大現象，SVG是有源型補償裝置，是采用可關斷器件IGBT構成的電流源裝置，從而避免了諧振現象，運行安全性能大大提高。

5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，而且自身會產生大量的諧波，必須配套采用濾波器組，濾除SVC自身產生的諧波含量;SVG采用三電平單相橋技術，單相可輸出5電平電壓波形，采用載波移相的脈沖調制方法，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、多電平或脈寬調節(jié)技術等措施后，大大減少了補償電流中的諧波含量。

6占地面積小

在相同的補償容量下，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無功補償裝置具有響應速度快、諧波含量少、無功調節(jié)能力強等優(yōu)點，可以大大改善電網的電能質量，目前已成為無功補償技術的發(fā)展方向。

審核編輯：湯梓紅