無功補償設(shè)備經(jīng)歷幾個發(fā)展階段。早期的典型代表為同步調(diào)相機，體積龐大造價高，已漸漸淘汰；第二種是并聯(lián)電容器的方法，主要的優(yōu)點是成本低，易于安裝使用，但是需要根據(jù)系統(tǒng)可能存在諧波等電能質(zhì)量問題，純電容已經(jīng)趨于少見。
低壓無功功率自動補償控制器
目前串聯(lián)電抗器的電容器補償裝置是提高功率因數(shù)廣泛的一種方式，當用戶系統(tǒng)負荷為連續(xù)性生產(chǎn)，負載變化率不高時，一般建議采用FC的固定補償方式，也可以采用由接觸器控制的分步投切的自動補償方式，這個對于中壓、低壓供配電系統(tǒng)都適用。
當負荷變化較快，或者為沖擊性負荷時，需要快速補償，例如橡膠行業(yè)的密煉機，系統(tǒng)對于無功功率的需求同樣變化快速。但是由于一般的無功自動補償系統(tǒng)所采用的電容器，從運行狀態(tài)斷開，退出電網(wǎng)后，在電容器的兩極之間存有殘壓，殘壓的大小無法預知，需要1-3分鐘的放電時間，所以再次投入電網(wǎng)的間隔至少要等到殘壓通過電容器內(nèi)部的放電電阻消耗至50V以下時才能進行第二次投入使用，所以無法做到快速響應(yīng)；另外，由于系統(tǒng)存在大量諧波，由電容器串聯(lián)電抗器組成的LC調(diào)諧式濾波補償裝置需要大容量的投入來保證電容器的安全，但是同時也有可能造成系統(tǒng)過度補償，令系統(tǒng)呈容性。
圖1 SVC(6-10KV)
于是，靜止無功補償裝置：(SVC--Static Var Compensator)誕生了，其典型的SVC代表是由TCR(Thyristor Controlled Reactor)+FC(Fixed Capacitor)組成的，即晶閘管控制電抗器+固定電容器組(通常需要串聯(lián)一定比例的電抗器)，靜止無功補償裝置的重要性是它能夠通過調(diào)節(jié)TCR中晶閘管的觸發(fā)延遲角來連續(xù)調(diào)節(jié)補償裝置的無功功率；SVC這種補償形式目前主要在中高壓配電系統(tǒng)中應(yīng)用，對于負載容量大、諧波問題嚴重、沖擊性負荷、負載變化率高的場合特別適用，例如鋼廠、橡膠、有色冶金、金屬加工、高鐵等。
圖2 SVG(6-10KV)
目前隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，特別是IGBT器件的出現(xiàn)和控制技術(shù)的提高，另外一種有別于傳統(tǒng)的以電容器、電抗器為基礎(chǔ)元器件的無功補償設(shè)備應(yīng)運而生，就是SVG(Static Var Generator)，即靜止無功發(fā)生器，它通過PWM脈寬調(diào)制控制技術(shù)，使其發(fā)出無功功率，呈容性；或者吸收無功功率，呈感性。SVG由于沒有大量使用電容器，而是采用橋式變流電路多電平技術(shù)或PWM技術(shù)來進行處理，所以不需要使用時對系統(tǒng)中的阻抗進行計算。同時，相較于SVC，SVG還有體積小、能更加快速的連續(xù)動態(tài)平滑的調(diào)節(jié)無功功率的優(yōu)點，同時可容性感性雙向補償。
SVG與SVC無功補償裝置的對比分析
1、工作原理不同
①SVC可以被看成是一個動態(tài)的無功源。根據(jù)接入電網(wǎng)的需求，它可以向電網(wǎng)提供容性無功，也可以吸收電網(wǎng)多余的感性無功，把電容器組通常是以濾波器組接入電網(wǎng)，就可以向電網(wǎng)提供無功，當電網(wǎng)并不需要太多的無功時，這些多余的容性無功，就由一個并聯(lián)的電抗器來吸收。電抗器電流是由一個可控硅閥組控制，借助于對可控硅觸發(fā)相角的調(diào)整，就可以改變流過電抗器的電流有效值，從而保證SVC在電網(wǎng)接入點的無功量正好能將該點電壓穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)，起到電網(wǎng)無功補償?shù)淖饔谩?/span>
②SVG以大功率電壓型逆變器為核心，通過調(diào)節(jié)逆變器輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制交流側(cè)電流的幅值和相位，迅速吸收或發(fā)出所需的無功功率，實現(xiàn)快速動態(tài)調(diào)節(jié)無功功率的目的。
2、響應(yīng)速度快
一般SVC的響應(yīng)速度是20-40ms；而SVG的響應(yīng)速度不大于5ms，能更好的抑制電壓波動和閃變，在相同的補償容量下，SVG對電壓波動和閃變的補償效果最好。
3、低電壓特性好
SVG具有電流源的特性，輸出容量受母線電壓的影響很小。這一優(yōu)點使SVG用于電壓控制時具有很大的優(yōu)勢，系統(tǒng)電壓越低，越需要動態(tài)無功調(diào)節(jié)電壓，SVG的低電壓特性好，輸出的無功電流與系統(tǒng)電壓沒有關(guān)系，可以看作是一個可控恒定的電流源，系統(tǒng)電壓降低時，仍能輸出額定無功電流，具備很強的過載能力。
而SVC是阻抗型特性，輸出容量受母線電壓的影響很大，系統(tǒng)電壓越低，輸出無功電流的能力成比例降低，不具備過載能力。因此SVG的無功補償能力與系統(tǒng)電壓無關(guān)，而SVC的無功補償能力隨系統(tǒng)電壓的下降線性降低。
4、運行安全性能提高
SVC以可控硅調(diào)節(jié)電抗加多組電容作為無功補償?shù)闹饕侄危瑯O容易發(fā)生諧振放大現(xiàn)象，導致安全事故，系統(tǒng)電壓波動大時，補償效果受很大影響，運行損耗大；SVG配套電容器不需要設(shè)置濾波器組，不存在諧振放大現(xiàn)象，SVG是有源型補償裝置，是采用可關(guān)斷器件IGBT構(gòu)成的電流源裝置，從而避免了諧振現(xiàn)象，運行安全性能大大提高。
5、諧波特性
SVC利用可控硅控制電抗器的等效基波阻抗，不僅受到系統(tǒng)諧波影響大，而且自身會產(chǎn)生大量的諧波，必須配套采用濾波器組，濾除SVC自身產(chǎn)生的諧波含量；SVG采用三電平單相橋技術(shù)，單相可輸出5電平電壓波形，采用載波移相的脈沖調(diào)制方法，不僅受系統(tǒng)諧波影響小，還可以抑制系統(tǒng)的諧波；與SVC相比，SVG采用多重化、多電平或脈寬調(diào)節(jié)技術(shù)等措施后，大大減少了補償電流中的諧波含量。
6、占地面積小
在相同的補償容量下，SVG的占地面積比SVC的減少1/2到2/3。由于SVG使用的電抗器和電容器比SVC少，因此大大縮小了裝置的體積和占地面積；SVC中的電抗器不僅本身體積比較大，而且考慮到相互間的安裝間隔，整體占地面積較大。
綜上所述，SVG無功補償裝置具有響應(yīng)速度快、諧波含量少、無功調(diào)節(jié)能力強等優(yōu)點，可以大大改善電網(wǎng)的電能質(zhì)量，目前已成為無功補償技術(shù)的發(fā)展方向。
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