SVG研发项目可行性论证报告
一、SVG简介
SVG无功补偿装置是目前在电力无功补偿和谐波治理方面最先进的电力设备。

SVG 其英文全称为Static Var Generator,即静止无功发生器。

其基本原理是通过自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿。

与传统的以TCR 为代表的SVC装置相比，SVG的调节速度更快，运行范围更宽，而且在采用多重化、多电平或PWM技术等措施后大大减少补偿电流中的谐波含量。

更重要的是，SVG使用的电抗器和电容器元件比SVC中使用的电抗器和电容器要小，这将大大缩小装置的体积和成本。

由于SVG通过电力半导体开关的通断将直流侧电压转换成交流侧与电网同频率的输出电压，就像一个电压型逆变器，只不过其交流侧输出接的不是无源负载，而是电网。

因此SVG可以等效地被视为幅值和相位均可以控制的电网同频率的交流电压源。

它通过交流电抗器接到电网上。

连接电抗的电流是可以由其电压来控制的。

这个电流就是SVG从电网吸收的电流，因此改变SVG交流侧输出电压的幅值及其相对于系统的相位，就可以改变连接电抗上的电压，从而控制SVG从电网吸收电流的相位和幅值，也就控制了SVG吸收无功功率的性质和大小。

SVG 相当于一个电压源逆变器，而负载是电网。

当只考虑基波频率时，SVG 可以等效地视为幅值和相位均可控的一个与电网同频率的交流电压源，并通过连接电抗器接入到电网。

在理想情况下，SVG单相等效电路如图所示:
1) 空载运行模式: U S= U I，I L=0，SVG 不吸发无功。

2）容性运行模式：U I> U S，I L为超前的电流，其幅值可通过调节 U I来连续控制，从而连续调节SVG发出的无功。

3）感性运行模式：U I〈 U S，I L为滞后的电流，其幅值可通过调节 U I来连续控制，从而连续调节SVG发出的无功。

二、SVG组成
SVG由三个基本功能模块构成：检测模块、控制运算模块及补偿输出模块。

其工作原理为由外部CT检测系统的电流信息，然后经由控制芯片分析出当前的电流信息、如PF、S、Q等；然后由控制器给出补偿的驱动信号，最后由电力电子逆变电路组成的逆变回路发出补偿电流。

SVG静止无功发生器采用可关断电力电子器件（IGBT）组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在电网上，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。

迅速吸收或者发出所需的无功功率，实现快速动态调节无功的目的。

作为有源形补偿装
置，不仅可以跟踪冲击型负载的冲击电流，而且可以对谐波电流也进行跟踪补偿。

三、所研发装置特色
1 先进控制核心
SVG无功补偿装置控制器采用自主开发C28335F250控制板，选用德州半导体生产的TMS320F28335 32位浮点型DSP作为核心处理器，实现对整套系统的控制。

该方案控制器采用主、从控制方式，之间采用CAN/RS485进行通讯协作。

控制示意图如图12所示：
2 友好的人机交互系统
控制与监控系统，在昆仑通态TPC7062KD 7寸全彩触摸屏的基础上自主开发。

较好的实现了：
系统参数监控：交流电压、输出电流、SVG直流电压、网侧系统功率因数，过压、过流、欠压、缺相、错相等故障报警，其他（根据需求进行定制）；
系统操作：设备启动、设备停止、设备复位、无功补偿等设备硬件组态等。

四、所研发装置安全措施
1 故障检测单元
（1）主电路过压保护
①外部过压保护
外部过压主要是操作过电压、静电感应过电压和大气过电压。

保护措施是判断过压阀值与过压时间采取动作、过压保护后将提示故障类
型。

②内部过电压保护
内部过电压主要是换相过电压和快熔分断时产生的过电压。

保护措施是在整流臂上并接无感电容予以吸收。

（2）过流保护
当元件因击穿发生短路时，系统停机，若保护未起作用，串联在故障支路的快熔立即分断并隔离该支路，防止故障扩大。

当直流侧发生短路时，系统停机。

正常运行情况下，过流检测系统会监视电流的变化。

发生低倍过流时延时向主控板发出预告信号。

高倍过流时，立即向主控板发出紧急信号，功率控制板直接封波停机。

（3）冷却系统故障保护
冷却系统的故障检测分两种：柜体内过热、功率单元过热。

处理办法是：
①柜体内过温：故障报警，延时停机；
②功率单元过热：发报警信号，延时停机。

（4）快熔损坏
快熔上附有微动开关，当一组有损坏时，发出预告信号，该组所属的功率单元停机报警，另一组功率单元可继续运行；当两组快熔均有损坏时，设备停机报警。

所有信号均送给快上位控制板，用户可方便的找到损坏快熔。

发生故障时，控制柜上有相应的声光报警指示。

五完成实验
SVG研发后，要组成如图所示的实验平台，该实验平台可完成实验项目：
3
(1)两台并机运行，互补对方无功；
(2)两台可独立控制，也可以群体控制。

补偿过程中，可选择关闭其中任意一台
设备，也可选择其中任意一台是否补偿负载无功；
(3)每台均可设置发出一定容量的无功(容量视配电情况而定)；
(4)两台设备可实现对拉无功 (容量视配电情况而定)。

以上实验完成后，对部分研究生在实践环节培养上会起到积极作用。