SVG靜態(tài)無功補償的原理[圖解]
無功功率的存在，使得電力輸配電系統(tǒng)和重工業(yè)應用領域面臨著各種各樣的問題和挑戰(zhàn)。電力輸配電面臨電壓波動、低功率因數以及電壓失穩(wěn)等問題；重工業(yè)應用，特別是快速、沖擊性負荷，可能導致供電網絡的電壓不平衡、電壓波動和閃變等電能質量問題。動態(tài)無功功率的控制能夠解決這些問題。動態(tài)無功補償裝置STATCOM（Static Var Compensator），又稱SVG（Static Var Generator）或SVC++，是目前無功功率控制領域內的Z佳方案。相對于傳統(tǒng)的調相機、電容器、電抗器、以晶閘管控制電抗器TCR為主要代表的傳統(tǒng)SVC等方式，STATCOM有著無可比擬的優(yōu)勢：
能夠提供從感性到容性的連續(xù)、平滑、動態(tài)、快速的無功功率補償
不僅不產生諧波，而且能在補償無功功率的同時動態(tài)補償諧波；而SVC中的TCR在補償無功功率同時產生大量諧波
占地面積小，是同容量傳統(tǒng)SVC的1/3到1/2，集成度高，移動方便
電流源特性，輸出無功電流不受母線電壓影響，SVC是阻抗型特性，輸出電流隨母線電壓線性降低
對系統(tǒng)參數不敏感，安全性與穩(wěn)定性好，而SVC易隨系統(tǒng)或裝置參數變化而發(fā)生諧振或諧波電壓放大，影響系統(tǒng)安全
運行損耗為同容量SVC的一半左右，節(jié)能降耗效果顯著
能夠短時補償有功功率
STATCOM是新一代靜止無功補償器產品，是無功補償領域Z新技術應用的代表。STATCOM并聯于電網中，相當于一個可變的無功電流源，其無功電流可以靈活控制，自動補償系統(tǒng)所需的無功功率，國際上又稱作靜止補償器，由于功能強、占地面積小，安裝方便，亦有公司相對傳統(tǒng)SVC而言稱作SVC-Light或SVC-Plus。
STATCOM的基本原理：將電壓源型逆變器（Voltage Sourced Converter，簡稱VSC），經過電抗器或者變壓器并聯在電網上，通過調節(jié)逆變器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的幅值和相位，迅速吸收或者發(fā)出所需要的無功功率，實現快速動態(tài)調節(jié)無功的目的。當采用直接電流控制時，直接對交流側電流進行控制，不僅可以跟蹤補償沖擊型負載的沖擊電流，而且可以對諧波電流也進行跟蹤補償。
圖1為STATCOM原理圖，將系統(tǒng)看作一個電壓源，STATCOM可以看作一個可控電壓源，變壓器可以等效成一個連接電抗器。表1給出了STATCOM三種運行模式的原理說明。
串聯電抗器的主要作用是將STATCOM與電網連接起來，實現能量的緩沖，同時減少STATCOM輸出電流的諧波含量。
STATCOM控制屏主要由調節(jié)裝置、同步裝置、監(jiān)控裝置（三相）、觸發(fā)裝置（三相）以及站控等組成。
SVG調節(jié)裝置能夠準確測量電力系統(tǒng)的電壓、電流等參數，迅速計算出電力系統(tǒng)的無功，進而計算出逆變輸出電壓移相角，并在特定時刻向SVG觸發(fā)裝置發(fā)控制信息。SVG同步裝置采集系統(tǒng)母線電壓信號，然后對此信號進行多階濾波處理，濾除電壓中的高次諧波和直流分量成分，然后對所�；ㄟM行方波變換，從而得到與母線電壓基波相位一致的方波信號（同步信號）。監(jiān)控裝置負責監(jiān)視STATCOM各功率單元的工作狀態(tài)，例如直流電容電壓、功率單元內空氣溫度等。觸發(fā)裝置負責接收調節(jié)裝置傳來的STATCOM工作移相角并將觸發(fā)信號編碼后下發(fā)給各功率單元。站控將STATCOM所有運行信息進行打包封裝和存儲，為操作人員提供一個直觀的界面。
STATCOM的啟動柜主要由限流電阻和旁路接觸器組成。STATCOM上級斷路器合閘前，旁路接觸器分閘，串聯電抗、限流電阻和功率柜串聯在一起。STATCOM正常運行時，旁路接觸器合閘，限流電阻被接觸器旁路。由于STATCOM上級斷路器合閘前，STATCOM各功率單元的直流電容電壓為零，如果不串聯限流電阻，直接合STATCOM的上級斷路器，系統(tǒng)會直接給直流電容充電，這影響直流電容壽命并對系統(tǒng)造成沖擊。
STATCOM功率柜由功率單元串聯組成，其中每相由12個功率單元串聯組成。
上一篇：無功補償控制器的種類和選擇方法