SVG中盛高壓無功補償裝置

產(chǎn)品概述

靜止無功發(fā)生器（SVG）又稱靜止式同步補償器（STATCOM），是基于大功率逆變器的動態(tài)無功補償裝置，以大功率三相電壓型逆變器為核心，其輸出電壓通過連接電抗接入系統(tǒng)，與系統(tǒng)側(cè)電壓保持同頻、同相，通過調(diào)節(jié)其輸出電壓幅值與系統(tǒng)電壓幅值的關(guān)系來確定輸出功率的性質(zhì)，當其幅值大于系統(tǒng)側(cè)電壓幅值時輸出容性無功，小于時輸出感性無功。該裝置是目前***為***第三代電壓穩(wěn)定及無功補償控制器，代表著柔流輸電技術(shù)的發(fā)展方向。

近年來，動態(tài)無功補償及諧波治理裝置越來越***地應(yīng)用于電網(wǎng)及電力用戶端，用于提高電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性、改善用戶電能質(zhì)量并達到節(jié)省電能的目的。SVG用于輸電網(wǎng)，可提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、增加系統(tǒng)阻尼、抑制系統(tǒng)振蕩，從而大幅度提高電壓傳輸能力。隨著我國跨區(qū)電網(wǎng)建設(shè)的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)的無功及動態(tài)電壓穩(wěn)定問題日益凸顯，裝設(shè)高壓大容量SVG是***有效手段。

SVG用于配電網(wǎng)（又稱為DSTATCOM），可針對波動負載進行快速***動態(tài)無功補償，對電壓波動與閃變、負荷不平衡、功率因數(shù)及諧波進行補償，在***電能質(zhì)量同時，可取得明顯的節(jié)能降耗效益，例如，當SVG用于電弧爐、電石爐等負載進行補償時，平均耗電往往可降低4%-15%，經(jīng)濟效益非常***。

產(chǎn)品可應(yīng)用于如下行業(yè)：

電力行業(yè)，指各大電網(wǎng)公司、省電力公司、各地的供電公司

在電網(wǎng)變電站中，一般采用分級投切電容器組的方式來補償系統(tǒng)無功，穩(wěn)定電網(wǎng)電壓并改善功率因數(shù)，此方式只能向系統(tǒng)提供容性無功，并且不能隨電網(wǎng)的變化而實現(xiàn)快速***調(diào)節(jié)，容易造成向系統(tǒng)倒送無功，抬高母線電壓，危害用電設(shè)備及系統(tǒng)穩(wěn)定性

    SVG系統(tǒng)可以快速***地進行容性及感性無功補償，在穩(wěn)定母線電壓，提高功率因數(shù)的同時，***、方便地解決了無功倒送問題，并且，安裝新的SVG系統(tǒng)后，還可以利用原有的固定電容器組和晶閘管相控電抗器部分，用***少的取得的效果。

電氣化鐵道及城市軌道交通行業(yè)

電力機車采用單相供電，這種單相負荷造成了供電網(wǎng)的嚴重三相不平衡和較低的功率因數(shù)，并產(chǎn)生負序電流，SVG可用于電鐵補償，提高牽引網(wǎng)功率因數(shù)，減少系統(tǒng)負序電流，抑制無功沖擊引起的電壓波動和閃變，電力機車牽引變流器產(chǎn)生的諧波。

風電場

風力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，導致并網(wǎng)功率因數(shù)不合格、電壓偏差、電壓波動和閃變等問題，對于大容量風電場接入系統(tǒng)時還存在穩(wěn)定性問題，都需要動態(tài)無功補償系統(tǒng)。另外，風力發(fā)電場一般短路容量小，風力發(fā)電機輸出功率的波動或負荷的波動都可能造成接入母線的電壓波動頻繁，不僅影響了電網(wǎng)的電能質(zhì)量，對風機的正常發(fā)電運行也造成了影響。

SVG是風電場補償?shù)倪x擇，不僅可以滿足風電接入系統(tǒng)的功率因數(shù)、電壓波動和閃變等要求，還可以減少系統(tǒng)擾動對風機的影響，并可與***的電容器組集成，以***的解決方案實現(xiàn)無縫連接。SVG***的動態(tài)性能，短期的高過載能力，可為整個風電場提供恒定電壓調(diào)節(jié)，功率因數(shù)調(diào)節(jié)和低電壓穿越。

軋機、提升機等大型工業(yè)負荷

軋機、提升機等大型工業(yè)電氣負荷系統(tǒng)由大功率交直流電動機和各種整流器、逆變器、變頻器等大功率電力電子設(shè)備組成。在工作中所產(chǎn)生的無功沖擊會引起電網(wǎng)電壓降及電壓波動，嚴重時使電氣設(shè)備不能正常工作，降低了生產(chǎn)效率，使功率因數(shù)低下，同時，負載的傳動裝置會產(chǎn)生有害的高次諧波，主要是5、7、11、13次為代表的奇次諧波，會使電網(wǎng)產(chǎn)生嚴重畸變，使工業(yè)配電網(wǎng)損耗變大，同時造成諧波尖峰電壓，損壞電纜絕緣。

SVG對軋機、提升機等負荷或其配電網(wǎng)進行電能質(zhì)量治理，可以穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，滿足生產(chǎn)需要；同時大大提高功率因數(shù)，減少無功罰款和降低系統(tǒng)電能損耗，給冶金、礦山、石化、港口運輸?shù)却笮推髽I(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益。

電弧爐

交、直流電弧爐作為非線性及無規(guī)律負荷接入電網(wǎng)，將會導致電網(wǎng)嚴重三相不平衡，產(chǎn)生負序電流，功率因數(shù)低下，存在嚴重的電壓波動和閃變，而且會產(chǎn)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，使電壓畸變更趨復雜化。

***解決上述問題的方法是安裝具有快速響應(yīng)速度的SVG，系統(tǒng)響應(yīng)時間小于5ms，可以對電弧爐供電系統(tǒng)進行動態(tài)無功、諧波及不平衡負荷電流綜合補償，完全可電弧爐造成的三相不平衡，有害的各種諧波，抑制電壓波動，提高冶煉效率，帶來***的經(jīng)濟效益。

工作原理

SSVG的基本原理是采用大功率全控型電力電子器件（IGBT）構(gòu)成的鏈式電壓源型換流器，經(jīng)過連接電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當?shù)卣{(diào)節(jié)換流器交流側(cè)輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制其交流側(cè)電流，使該換流器吸收或者發(fā)出滿足要求的電流，實現(xiàn)動態(tài)無功補償和治理諧波的目的。

SSVG的電路原理圖見圖1和圖2。它主要由鏈式電壓源型換流器、連接電抗器、控制器、人機界面其他輔助設(shè)備（如并網(wǎng)開關(guān)、冷卻裝置等）組成。

性能特點

主要功能：

快速動態(tài)無功補償，改善功率因數(shù)；

抑制電壓波動和閃變；

校正三相電壓不平衡（補償負荷不平衡電流）；

降低諧波電流和電壓。

主要特點：

補償功能多樣：SSVG既能補償無功功率，也能治理諧波電流和負序電流。

補償范圍寬：SSVG可以從額定感性工況到額定容性工況連續(xù)輸出無功，且多臺并聯(lián)使用可構(gòu)成任意范圍的連續(xù)補償。

動態(tài)響應(yīng)速度快：SSVG具有5ms以內(nèi)的快速輸出無功特性，因而對快速的沖擊負荷具有更好的補償效果，對電壓閃變也有更好的抑制效果；而傳統(tǒng)的SVC響應(yīng)時間一般在40ms—60ms。

***的無功補償和過載能力：SSVG呈現(xiàn)電流源特性，輸出無功電流不受母線電壓影響，在系統(tǒng)電壓跌落到20%時仍可以輸出額定無功電流甚至是短時的幾倍額定電流（可根據(jù)用戶需求定制），使其具備較強的無功支撐能力和過載能力；而傳統(tǒng)SVC是阻抗型特性，輸出無功電流隨母線電壓降低而線性降低。

***的諧波輸出特性：SSVG既可輸出近似正弦波的無功電流（不含諧波，用于無功補償），也可完全輸出特定次數(shù)的諧波電流（用于負荷諧波治理），即SVG輸出電流是完全有源可控的，完全滿足用的需要；而SVC產(chǎn)生大量不可控的諧波電流，需附帶大量不可控的無源濾波支路來自身產(chǎn)生的諧波電流。

占地面積小：SSVG以全控型功率器件構(gòu)成的換流器為核心，無SVC中體積龐大的濾波支路，安裝尺寸一般只有SVC的1/5—1/3，特別適合于對占地面積要求較高的場合。

***：SSVG采用***低損耗全控型功率器件，直接輸出電壓范圍3kV—35kV，省去了連接變壓器，裝置效率可達98%以上；其運行損耗一般只有SVC的30%—50%，等效運行耗電量大大低于SVC。

高可靠性：SSVG采用N+1或N+2冗余設(shè)計和模塊化設(shè)計，一個（或兩個）鏈節(jié)單元損壞后仍可繼續(xù)滿載運行。

完善的保護功能：SSVG具有過流、過熱、過壓等保護；同時，它與所接入的電力系統(tǒng)及其保護設(shè)備充分配合，能可靠避免出現(xiàn)誤動或拒動。

友好的人機界面和事件監(jiān)視與記錄功能：控制系統(tǒng)具備的相關(guān)功能確保用戶可方便地獲知系統(tǒng)運行狀況和查詢運行歷史。