SVG2010-06-07 SVG与APF的工作原理 ver1.0 2010-06-07SVG与APF的工作原理 ver1.0 静态补偿第一代静止型无功补偿 机械式投切装置 晶闸管投切装置 第二代静止型无功补偿 基于电压源换流器 第三代静止型无功补偿 快速动态补偿 MSC MSR机械投切式 电容/电抗 SVC Static Var Compensator 晶闸管阀 控制与保护 交流电容器组 SVG Static Var Generator IGCT/IGBT阀 控制与保护 连接电抗器 直流电容 第一代无功补偿装置 （1970s） 第二代无功补偿装置 （1990s） 第三代无功补偿装置 2000s 有源型第一代产品——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 SVC（Static Var Compensator：静止无功补偿器） 晶闸管控制电抗器（TCR：ThyristorControlled Reactor） 晶闸管投切电容器（TSC：ThyristorSwitched Capacitor） 晶闸管投切电抗器（TSR：ThyristorSwitched Reactor） 开关投切电容器/滤波器（FC：Fixed Compensator ，BSC：Breaker Switched Capacitor/Filter） 以上各项组合目前被最广泛使用的SVC，主要是TCR+BSC（FC）形式 2010-06-07 SVG与APF的工作原理 ver1.0 第二代产品——SVC：TSC/MCR/TCR控制单元 晶闸管电路 CSRPT CT 输电线 MCR型单线原理图 TCR型单线系统图 TSC型单线原理图 TCR SVC 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。 2010-06-07 SVG与APF的工作原理 ver1.0 SVC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。 2010-06-07 SVG与APF的工作原理 ver1.0 不同触发角度下的TCR电流波形SVC的缺陷 TSC/TCR均采用晶闸管，晶闸管为半控型元件，响应时间 为40~60ms，MCR型响应时间更是高达100-200ms，不能动态 快速地跟踪负荷的变化； 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； SVGAPF 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 2010-06-07 SVG与APF的工作原理 ver1.0 第10页 APF 一种特殊的SVG，主要用于滤除谐波 2010-06-07 SVG与APF的工作原理 ver1.0 第11页 SVG2010-06-07 SVG与APF的工作原理 ver1.0 第12页 A1 A2 B1 B2 C1 C2 dci 二/三电平变流器二/三电平变流器 器件直接串联 谐波较大 dv/dt大 绝缘要求高 多重化变流器 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 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 SVG 2010-06-07 SVG与APF的工作原理 ver1.0 第13页 3U2U -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； 链式直挂可以省去连接变压器，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。SVG/APF的相关技术原理和应用 链式STATCOM可以独立分相控制，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，可以实现模块化设计，便于扩展装置容量及维护 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。 SVG2010-06-07 SVG与APF的工作原理 ver1.0 第15页 控制与保护综合系统 （控制、保护、检测等） 远程监控中央监控 其他模块 控制系统 PT1 CT2 35kV系统PT CT 6/10/35kV系统CT PT 系统PT 装置CT QF1 QS1 1KM CT1系统CT 装置投切控制 CAN总线 控制系统SVG 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 2010-06-07 SVG与APF的工作原理 ver1.0 第16页