SVG靜態無功補償的原理[圖解]
無功功率的存在，使得電力輸配電系統和重工業應用領域面臨著各種各樣的問題和挑戰。電力輸配電面臨電壓波動、低功率因數以及電壓失穩等問題；重工業應用，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。動態無功功率的控制能夠解決這些問題。動態無功補償裝置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SVC等方式，STATCOM有著無可比擬的優勢：
能夠提供從感性到容性的連續、平滑、動態、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
對系統參數不敏感，安全性與穩定性好，而SVC易隨系統或裝置參數變化而發生諧振或諧波電壓放大，影響系統安全
運行損耗為同容量SVC的一半左右，節能降耗效果顯著
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，迅速吸收或者發出所需要的無功功率，實現快速動態調節無功的目的。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控制屏主要由調節裝置、同步裝置、監控裝置（三相）、觸發裝置（三相）以及站控等組成。
SVG調節裝置能夠準確測量電力系統的電壓、電流等參數，迅速計算出電力系統的無功，進而計算出逆變輸出電壓移相角，并在特定時刻向SVG觸發裝置發控制信息。SVG同步裝置采集系統母線電壓信號，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，然后對所剩基波進行方波變換，從而得到與母線電壓基波相位一致的方波信號（同步信號）。監控裝置負責監視STATCOM各功率單元的工作狀態，例如直流電容電壓、功率單元內空氣溫度等。觸發裝置負責接收調節裝置傳來的STATCOM工作移相角并將觸發信號編碼后下發給各功率單元。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，系統會直接給直流電容充電，這影響直流電容壽命并對系統造成沖擊。
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