SVG型靜止無功補償器穩定系統電壓的理論研究

摘 要：隨著電力電子設備、交直流電弧爐和電氣化鐵道等非線性、沖擊性負荷的大量接入電網，引起了電網無功功率不足、電壓波動與閃變、三相供電不平衡以及電壓電流波形畸變等其它一系列電能質量問題，并嚴重威脅著電力系統的安全穩定運行。

關鍵詞：無功補償 SVG 穩定電壓

中圖分類號：TM761.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0109-01

1 SVG的基本工作原理

SVG采用將自換式相橋電路并聯電網，也可以是電路通過電抗器之后并聯電網，然后通過對橋式電路交流側輸出的幅值和相位做適當的調節，達到動態無功補償的結果，也可以通過對其交流側電流直接控制來使電路發出或者吸收能達到要求的武功電流來實現動態無功補償。如果三相電路平衡，不管負荷的功率因數責任怎么樣，三相電路在瞬時的功率和等于有功功率的總和，在任何時候都是一定的。由此看來，無功能量只是在三相電路之間來回，并沒有在三相電路的電源和負載之間往返。因此想要是三相電路的電源和負載之間沒有無功能量傳遞，就要想辦法能夠統一處理三相各部分的無功能量，而其實三相橋式變流電路就可以總的統一處理三相電路，這樣就不在負載側設置無功儲能元件。變流電路事實上并不只吸收基波電流，而總體上看來，諧波電流的存在或多或少會影響到有少量的無功能量往返在電源以及SVG之間；因而，安裝一個一定大小的電感或者電容在直流側作為儲能元件，使橋式變流電路能夠維持正常工作，不過這個儲能元件的容量要遠遠小于SVG能夠提供的無功能量。但是SVC裝置所需的儲能元件容量要和本身能夠提供的無功功率至少相等，所以SVG裝置比SVC裝置所需的儲能元件的體積以及成本都遠遠要小，SVG裝置可以分為電壓式以及電流式橋式電路。

電容和電感兩種不同的儲能元件可以分別采用在直流側。如果采用電壓型橋式電路，要在并入電路前串聯連接電抗器；如果采用電流型橋式電路，要在并入電網前將電容器并聯在交流側，用來吸收換相過程中產生的過電壓；而因為實際運行效率的原因，到現在投入使用的SVG裝置多數使用電壓型橋式電路，所以SVG通常專指動態無功補償使用自換相的電壓型橋式電路的裝置。

2 SVG穩定系統電壓

使用SVG型靜止無功補償器，通過適當的調節通過電抗器或直接并聯在電網上的自換相橋式電路交流側輸出電壓的幅值和相位，也可以通過對器交流側電流的直接控制來使電路達到吸收和發出要求的無功電流，從而實現動態無功補償。根據負荷無功功率的變化情況，來實施改變電抗器的無功功率（感性無功功率），當負荷無功功率增大時，SVG型靜止無功補償器產生的無功功率減少；當負荷無功功率減少時，SVG產生的無功增加。即不管負載的無功功率如何變化，總要使二者之和為常數，即常數，則能實現電網功率因數=常數，電壓幾乎不波動，從而達到無功補償的目的，以抑制負載波動所造成的系統電壓波動和閃變。關鍵是準確控制晶閘管的觸發角，得到所需的流過補償電抗器的電流，晶閘管變流裝置和控制系統可以實現這個功能，通過采集母線的無功電流值和電壓值，合成無功值，和所設定的恒無功值進行比較，計算得到觸發角大小，通過晶閘管觸發裝置，使晶閘管流過所需電流。

下面以改善電壓調整的基本功能為例。

結論分析：無功功率補償器能夠很好地補償無功功率，使補償后的功率因數接近1，達到了補償的目的。電壓和電流都能夠穩定。我們還能夠看到補償器能夠很好的跟蹤無功功率的變化，并且進行實時補償，補償后的電流與電壓相位相差不大，補償后的電流在很大程度上降低了線路損耗。

參考文獻

[1] 陳建業.電力系統并聯補償—— 結構、原理、控制與應用[M].機械工業出版社，2004.

[2] 王兆安.諧波抑制和無功功率補償[M].北京：機械工業出版社，2006.

[3] Xiao Zhang.A Comprehensive Power Quality Controller for Substations in Power System[J].Applied Power Electronics Conference and Exposition Twenty-First Annual IEEE，2006：1578-1582.

[4] 郭劍波.提高電網輸送能力的技術措施[J].電力設備，2005，6（10）：4-7.

[5] 杜繼偉.靜止無功補償器對電力系統性能改善的綜述[J].繼電器，2007，35（22）：82-85.