SVG与APF的工作原理
2010‐06‐07
SVG与APF的工作原理 ver1.0
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三代无功补偿技术的不断发展
第一代无功补偿 第二代无功补偿 第三代无功补偿
机械式投投切装置
晶闸管投切装置
基于电压源换流器
慢速无功
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快速无功补偿
SVC（Static Var Compensator：静止无功补偿器）
晶闸管控制电抗器（TCR：Thyristor Controlled Reactor） 晶闸管投切电容器（TSC：Thyristor Switched Capacitor） 晶闸管投切电抗器（TSR：Thyristor Switched Reactor） 开 关 投 切 电 容 器 / 滤 波 器 （ FC ： Fixed Compensator ， BSC ： Breaker Switched Capacitor/Filter） 以上各项组合
+ U + U + U + U
输出电压
+U 0 -U
1. 2. 3. 4. 5.
3U 2U U 0 -U -2U -3U
输出电压
链式SVG可独立分相控制，有利于解决系统的相间平衡问题，在系统受到扰动时， 更好的提供电压支撑； 所有链节的结构完全相同，实现模块化设计，便于扩展装置容量及维护 每相电路中可设置1～2个冗余链节，提高了装置的可靠性； 省去了连接变压器，减小了占地面积（不到SVC的一半），降低了装置成本和损 耗，效率可达99.2%及以上； 由于无大型变压器及电抗器，可制造成移动式设备，大大提高设备的使用率。
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不同触发角度下的TCR电流波形
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SVC的缺陷
TSC/TCR均采用晶闸管，开通关断一次至少要20ms，远远 大于SVG的5ms，MCR型响应时间更是高达200-300ms，不能动 态无差的快速跟定负荷的变化； TSC属于有级调节，容易出现过补和欠补； TCR/MCR自身产生大量谐波，需另外配置滤波支路，不具 备有源滤波的功能； TCR/MCR/TSC采用大的交流电抗和电容器，占地面积大；
TCR/MCR/TSC 属于阻抗型补偿方式，低电压特性差，且受系统 参数影响大，容易和系统发生谐振，危害供电系统安全；
……
SVG与APF基本工作原理
SVG以大功率电压 型逆变器为核心， 通过调节逆变器 输出电压，使其 和系统电压形成 可调基波电压差 或谐波电压差， 从而控制注入系 统的无功电流或 谐波电流
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思源SVG成套装置的构成
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SVG与电容器优化并联应用
固定电容或电抗提供基础的固定无功， SVG进行波动无 功的动态调节，并滤除谐波
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多重化变流器
变压器占地大，成本高 无冗余运行能力 磁非线性导致过电压和 过电流 绝缘由变压器承担
变压器隔离链式逆变器
具有冗余运行能力 各逆变单元可共用直流电容 变压器较复杂 绝缘由变压器承担
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思源SVG采用链式结构
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有源滤波器APF的工作原理
一种特殊的SVG，主要用于滤除谐波
+

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SVG主电路方案
二/三电平变流器
器件直接串联 谐波较大 dv/dt大 绝缘要求高
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SVC工作原理
空心电抗器电流是由一个可控 硅阀组控制。借助于对可控硅 触发相角的调整，就可以改变 流过空心电抗器的电流（基波 有效值），从而保证 SVC 在电 网接入点的无功量正好能将该 点电压稳定在规定范围内（电 网补偿）。或者，使该点总无 功量等于零（负荷补偿），也 就相当于功率因数等于1。
目前被最广泛使用的SVC，主要是TCR+BSC（FC）形式
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TCR型SVC基本原理图
SVC可以被看成是一个动态的无功源。根据接入电网的需求，它可以 向电网提供无功（容性），也可以吸收电网多余的无功（感性）。 把电容器组（通常是滤波器组）接入电网，就可以向电网提供无功。 当电网并不需要太多的无功时，这些多余的容性无功，就由一个并 联的空心电抗器来吸收。
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第一代产品——机械式投切电容
固定补偿：电容器、电抗器和机械开关组成； FC固定补偿为70年代 最普遍的无功补偿方 式，随着电力电子的 应用，以及电力部门 的考核要求，固定补 偿不能满足系统无功 的变化，同时因为系 统谐波，FC补偿对谐 波放大形成极大的隐 患，该技术目前慢慢 被淘汰。
SVC简介