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1、山东中电英泰电气有限公司给你介绍一下动态补偿装置 SVG1.SVG 简介动态补偿装置 SVG（又称为 STATCOM）是灵活交流输电技术的主要装置之一，它代表着现阶段电力系统无功补偿技术新的发展方向。SVG 能够快速连续地提供容性和感性无功功率，实现适当的电压和无功功率控制，提高电力系统稳定性，提高交直流远距离输电能力，改善电能质量，保障电力系统稳定、高效、优质地运行。静止无功发生器 （SVG）是指采用全控型电力电子器件组成的桥式变流器来进态无功补偿的装置。 SVG 的思想早在 20 世纪 70 年代就有人提出 ,1980 年日本研制出了 20MVA 的采用强迫换相晶闸管桥式电路的 SVG，1
2、991 年和 1994 年日本和美国分别研制成功了 80MVA 和 10OMVA 的采用 GTO 晶闸管的 SVG 。目前国际上有关 SVG 的研究和将其应用于电网或工业实际的兴趣正是方兴未艾 , 国内有关的研究也已见诸报道。与传统的以 TCR 为代表的 SVC 相比 ,SVG 的调节速度更快 , 运行范围宽 , 而且在采取多重化或 PWM 技术等措施后可大大减少补偿电流中谐波的含量。更重要的是 ,SVG 使用的电抗器和电容元件远比 SVC 中使用的电抗器和电容要小 , 这将大大缩小装置的体积和成本。由于 SVG 具有如此优越的性能 , 是今后动态无功补偿装置的重要发展方向。在配电网中，将中小
3、容量的 SVG 安装在某些特殊负荷（如电弧炉）附近，可以显著地改善负荷与公共电网连接点处的电能质量( 如降低母线电压的波动与闪变，治理三相不平衡，提高功率因数等)。2.SVG-原理 SVG 是当今无功补偿领域最新技术的代表。SVG 并联于电网中，相当于一个可变的无功电流源，其无功电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化，自动补偿系统所需无功功率。由于 SVG 的响应速度极快，所以又称为静止同步补偿器（Static Synchronous Compensator, 简称 STATCOM）。SVG 的基本原理是利用可关断大功率电力电子器件（如 IGBT）组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在电网上
4、，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。 （1）SVG-结构组成 A. 变压器 将电网电压变为适合功率单元工作的电压。 实现高压与低压的电气隔离，增加系统可靠性。 B. 功率单元 SVG 的核心主电路，用以实现功率变换。 模块化设计，功率单元的结构和电气性能完全一致，可以互换。 采用先进高效的热管散热技术，大大提高了 IGBT 的可靠性。 C. 连接电抗器 用于连接 SVG 与电网，实现能量的缓冲。 减少 SVG 输出电流中的开关纹波，降低共模干扰。D. 控制柜 柜式结构，用于对 SVG 及
5、其辅助设备的实时控制。 实现 SVG 与上位机及控制中心的通讯。E. 全数字控制系统 采用美国 TI 公司的 TMS320F2813 型 DSP。 实时计算电网所需的无功功率，实现动态跟踪与补偿。 控制系统采用模块化设计。 DSP 控制板互为冗余备份。F. NMI 一体化工作站 提供友好的全中文 WINDOWS 监控和操作界面。 实现远程监控和网络化控制。 内置 PLC，可以和用户现场灵活接口，满足用户特殊需求。SVG-优势SVG 是目前最为先进的无功补偿技术，基于电压源型变流器的补偿装置实现了无功补偿方式质的飞跃。它不再采用大容量的电容、电感器件，而是通过大功率电力电子器件的高频开关实现无功
6、能量的变换。从技术上讲，SVG较传统的无功补偿装置有如下优势： 响应速度更快SVG 响应时间：5ms。传统静补装置响应时间： 10ms。SVG 可在极短的时间之内完成从额定容性无功功率到额定感性无功功率的相互转换，这种无可比拟的响应速度完全可以胜任对冲击性负荷的补偿。 电压闪变抑制能力更强SVC 对电压闪变的抑制最大可达 2：1，SVG 对电压闪变的抑制可以达到 5：1，甚至更高。SVC 受到响应速度的限制，其抑制电压闪变的能力不会随补偿容量的增加而增加。而 SVG 由于响应速度极快，增大装置容量可以继续提高抑制电压闪变的能力。 运行范围更宽SVG 能够在额定感性到额定容性的范围内工作，所以比
7、 SVC 的运行范围宽很多。更重要的是，在系统电压变低时，SVG 还能够输出与额定工况相近的无功电流。 补偿功能多样化中电英泰 SVG 不仅具有快速补偿系统无功功率的目的，还能够根据用户实际需要，对负荷谐波电流、负序电流等电能质量问题进行综合补偿。 谐波含量极低中电英泰 SVG 采用了 PWM 技术、三电平技术和多重化技术，不仅自身产生的谐波含量极低，还能够对负载的谐波和无功进行补偿，实现有源滤波的功能，真正做到多功能化。 占地面积小由于无需高压大容量的电容器和电抗器做储能元件，SVG 的占地面积通常只有相同容量 SVC 的 50%。SVG-技术特点 三电平变压器并联多重化方案 中电英泰 SV
8、G 综合了的优点，功率单元采用二极管嵌位的三电平变流器，然后通过升压变压器并联于电网上。中电英泰 SVG 特点 模块化以 35kV/200MVA 的 SVG 为例，系统由 4 套完全一样的 50MVA 的 SVG 组成。 冗余化以 35kV/200MVA 的 SVG 为例，每套 50MVA 的 SVG 及其功率单元可同时运行，也可单独运行，相互独立。 高可靠性中电英泰 SVG 方案是目前世界上可靠性最高的方案，模块间互为备份。 维护方便SVG 单元可以互换，模块化的 SVG 可单独检修，相互间无影响。 三电平 PWM 功率单元 输出电压谐波含量低 连接电抗器阻抗和体积更小 开关频率低 功率密度
9、高 功率单元串联链式多重化方案 中电英泰 SVG 的另一种方案是功率单元串联链式多重化的结构，该方案省去了变压器，具有结构紧凑、体积小等优点。 功率单元PWM 功率单元特点 IGBT 并联实现大功率 具有旁路保护功能 连接电抗器阻抗和体积更小 功率密度高SVG-品质保障 SMT 自动贴片生产线及双波峰焊生产线中电英泰公司建有“SMT 自动贴片生产线”和“全自动的无铅双波峰焊生产线”，极大地提高了电路板焊装的工艺和质量。SVG 技术含量高，它融合了电力、电子、控制三大电气工程技术，而控制是核心。作为产品核心的控制系统的焊装质量很关键，中电英泰 SVG 控制系统的铁片化设计使产品具有优良的抗干扰能
10、力，确保产品长期可靠运行。 - 先进的电路板自动检测系统虽然中电英泰公司所采购的元器件均来自ABB、TI、EUPEC、TOSHIBA、MITSUBISHI 或国内军品，但仍需要通过元器件检测中心的检测，且从电阻、电容到晶闸管和 IGBT，实现了 100%全检。 - 低压 SVG 试验平台采用美国 TI 公司的 TMS320F2812 型 DSP 为核心控制器的 SVG 试验平台，可以实现如下的功能性试验： 手动发出大小可调得容性或感性无功。 自动补偿系统无功。 稳定电网电压。 补偿负载谐波。 补偿负载不平衡。 同时补偿无功、谐波和负载不平衡。 - 种类齐全的负载利用中电英泰公司的 SVC、FC
11、、高压异步电机和高压同步电机，能够非常方便地模拟负载的无功、谐波及短时冲击电流，能够在厂内就对 SVG 的补偿特性进行全方位测试。 - 高低温老化系统中电英泰 SVG 产品的关键部件必须经过严格的高低温老化考核，并逐件进行，在 ISO9001 质量体系的监控下通过对产品进行高低温的筛选，奠定产品质量优良的基础。 - 功率单元老化系统中电英泰 SVG 产品能量变换的关键部分是功率单元，功率单元的可靠性直接决定 SVG 系统的可靠性。所以每个功率单元在出厂前均需要进行 24 小时高温带载老化试验，以保护产品的无故障高可靠稳定运行。 - 专业高压全载试验检测中心 国家高技术产业化示范工程。 国内唯一
12、的 SVG 专用高压全载试验检测中心。 试验电压 6kV、10kV 、27.5kV 、35kV 、66kV 。 试验容量 10000kVA。 72 小时连续全载动态模拟运行（出厂试验）。 极大地缩短了现场调试时间，提高了设备可靠性。 - 全球远程监控中心打造独一无二的服务品牌采用中电英泰开发的远程数据监控技术，建立了业界领先的远程监控支持系统。用户只需一条互联网的电话线或宽带网络，即可将 SVG 的运行参数和运行状态，传回中电英泰公司的全球远程监控中心，得到中电英泰专职维护工程师的 24 小时监控与技术支持，保证产品的无故障高可靠稳定运行。 - 计算机仿真中心中电英泰公司具有完善的计算机仿真中
13、心。该中心可以对系统主电路和控制电路进行原理性的仿真，模拟 SVG 的动态和稳态性能，为系统的前期设计提供理论指导。这一优势在 SVG 的前期设计、调试及维护等多方面都发挥了举足轻重的作用。3.SVG 解决的问题（1）当前电网所面临的威胁电网电压质量通常用稳定性、对称性及正弦性等指标衡量，随着现代电力电子设备等非线性负荷大量接入 电网，使电网供电质量受到严重影响，其中各种电力电子开关器件的大量应用和负载的频繁波动是最主要的干扰源，导致了一系列不良影响。 输电系统缺乏及时的无功调节，系统振荡容易扩大，降低输电系统的稳定性。 负荷中心缺乏快速的无功支撑，容易造成电压偏低甚至电压崩溃。 功率因数低，
14、增加电网损耗，加大生产成本，降低生产率。 产生的无功冲击引起电网电压降低、电压波动及闪变，严重时导致传动装置及保护装置无法正常工作甚至停产。 产生大量谐波电流，导致电网电压畸变，是电网的“隐性杀手”，造成后果： 保护及安全自动装置误动作。 电容器组谐波及谐波电流放大，使电容器过负荷或过电压，甚至烧毁。 增加变电器损耗，引起变压器发热。 导致电力设备发热，电机力矩不稳甚至损坏。 加速电力设备绝缘老化，易击穿。 降低电弧炉生产效率，增加损耗。 干扰通讯信号。 导致电网三相不平衡，产生负序电流使电机转子发生振动。 （2）最佳解决方案 目前最理想的方案就是采用 SVG，用以提高电网稳定性，增加输电能力，消除无功冲击，滤除谐波，平衡三相电网。 提高线路输电稳定性在长距离输电线路上安装 SVG 装置，不但可以在正常运行状态下补偿线路的无功损耗，抬高线路电压，提高有效输电容量，而且可以在系统故障情况下提供及时的无功调
