靜止無功發(fā)生器(SVG原理簡介)

亮明電控LMS靜止無功發(fā)生器——（SVG）原理簡介河南亮明電控設備有限公司LMS靜止無功發(fā)生器——（SVG）原理簡介靜止無功發(fā)生器(SVG)置。SVG的思想早在20世紀70年代就有人提出,1980年日本研制出了20MVA的采用強迫換相晶閘管橋式電路的199480MVA10OMVAGTOSVG。目前國際上有關SVG與傳統(tǒng)的以TCR為代表的SVC相比,SVG的調節(jié)速度更快,運行范圍寬,而且在采取多重化或PWM技術等措施后可大大減少補償電流中諧波的含量。更重要的是,SVG使用的電抗器和電容元件遠比SVC中使用的電抗器和電容要小,這將大大縮小裝置的體積和成本。由于SVG具有如此優(yōu)越的性能,是今后動態(tài)無功補償裝置的重要發(fā)展方向。SVG的基本原理及特點SVG的基本原理是將橋式變流電路通過電抗器并聯(lián)(或直接并聯(lián))在電網上,適當調節(jié)橋式變無功電流,從而實現(xiàn)動態(tài)無功補償?shù)哪康?。電路?不論負載的功率因數(shù)如何,三相瞬時功率之和是一定的,在任何時刻都等于三相總的有功電源和負載間沒有無功能量的傳遞,在總的負載側就無需設置無功儲能元件。三相橋式變流電路實際上就具有這種將三相各部分總體上統(tǒng)一起來處理的特點。因此,理論上講,SVG的三相橋式變流電路少會造成總體來看有少許無功能量在電源和SVGSVG功容量要小。而對傳統(tǒng)的SVC,其所需儲能元件的容量至少要等于其所提供無功功率的容量。因此,SVG中儲能元件的體積和成本比同容量的SVC中的大大減小。根據(jù)直流側儲能元件的不同,SVG分為采用電壓型橋式電路和電流型橋式電路兩種類型,其電路基本結構如圖1a和1b所示,分別采用電容和電感兩種不同的儲能元件。對電壓型橋式電路,還需SVGSVGSVG也是采用的該種SVG。由于SVG出電壓，就像一個電壓型逆變器,只不過其交流側輸出接的不是無源負載，而是電網。因此，當僅考慮基波時SVG連接到電網上。這樣,SVG的工作原理可用圖2a所示的等效電路來說明。設電網電壓和SVG輸出交流電壓分別用相量?s和?1表示,則連接電抗X上的電壓?L即為?s和?1的相量差,而連接SVG從電網吸收的電流?。因此,改變SVG交流側輸出電壓?1的幅值及其相對于?sSVG從SVG吸收無功功率的性質和大小。在圖2a的等效電路中,將連接電抗器視為純電感,沒有考慮其損耗以及變流器的損耗,因此不必從電網吸收有功能量。在這種情況下,只需使?1與?s同相，僅改變?1制SVG?是超前還是滯后902bU1大于Us90°,SVGU1Us90°,SVG吸收感性的無功功率。圖2SVG等效電路及工作原理(不考慮損耗)a)單相等效電路b)工作相量圖考慮到連接電抗器的損耗和變流器本身的損耗(如管壓降、線路電阻等),并將總的損耗集中作為連接電抗器的電阻考慮,則SVG的實際等效電路如圖3a所示,其電流超前和滯后工作的相量圖如圖3b所示。在這種情況下,變流器電壓?1與電流?仍是相差90°,因為變流器無需有功能量。而電網電壓?S與電流?的相差則不再是90°,而是比90°小了δ角,因此電網提供了有功功率來補充電路中的損耗,也就是說，相對于電網電壓來講,電流?中有一定量的有功分量。這個δ角也就是變流器電壓?1與電網電壓?s的相位差。改變這個相位差,并且改變?1的幅值,則產生的電流?的相位和大小也就隨之改變,SVG從電網吸收的無功功率也就因此得到調節(jié)。根據(jù)以上對工作原理的分析,可得SVG的電壓-電流特性如圖4所示。同TCR等傳統(tǒng)SVC一樣,改變控制系統(tǒng)的參數(shù)(電網電壓的參考值Uref),可以使得到的電壓-電流特性上下移動。但是可以看出,與傳統(tǒng)SVC電壓–電流特性不同的是,當電網電壓下降,補償器的電壓-電流特性向下調整時,SVG可以調整其變流器交流側電壓的幅值和相位,以使其所能提供的最大無功電流ILmax和Icmax維持不變,僅受其電力電子器件的電流容量限制。而對傳統(tǒng)的SVC,由于其所能提供的最大電流分別是受其并聯(lián)電抗器和并聯(lián)電容器的阻抗特性限制的,因而隨著電壓的降低而減小。因此SVG的運行范圍比傳統(tǒng)SVC大,SVC的運行范圍是向下收縮的三角形區(qū)域,而SVG的運行范圍是上下等寬的近似矩形的區(qū)域。這是SVG優(yōu)越于傳統(tǒng)SVC的又一特點。圖4SVG的電壓-電流特性此外,對于那些以輸電補償為目的SVG來講,如果直流側采用較大的儲能電容或其他直流電源(如蓄電池組、采用電流型變流器時直流側用超導儲能裝置等),則SVG還可以在必要時短時間內向電網提供一定量的有功功率。這對于電力系統(tǒng)來說是非常有益的,而又是傳統(tǒng)的SVC至于在傳統(tǒng)SVC中令人頭痛的諧波問題,在SVG中則完全可以采用橋式變流電路的多重化技術PWM度。還應指出,SVG中連接電抗器的作用一是濾除電流中的高次諧波,二是起到將變流器和電網連接起來的作用,所需的電感值不大,遠小于補償容量相同的TCR所需的電感量。如果使用降壓變壓器將SVG連入電網,