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SVG与SVC的作用及区别
2018-9-6 17:24:17      点击:

一、SVG的作用

SVG是典型的电力电子设备,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。

二、SVG与SVC的区别

SVG是英文StaticVarGenerator的缩写,意思是静止无功发生器;SVC是英文StaticVarCompensator的缩写,是无功补偿器的意思

(1)SVG

它可分为电压型和电流型两种,其既可提供滞后的无功功率,又可提供超前的无功功率。简单地说,SVG的基本原理就是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联在电网上,适当调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值,或者直接控制其交流侧电流,就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流,实现功率无功补偿的目的。

(2)SVC

它是用于无功补偿典型的电力电子装置,它是利用晶闸管作为固态开关来控制接入系统的电抗器和电容器的容量,从而改变输电系统的导纳。按控制对象和控制方式不同,分为晶闸管控制电抗器(TCR)和晶闸管投切电容器(FC)配合使用的静止无功补偿装置(FC+TCR)和TCR与机械投切电容器(MSC)配合使用的装置。

点评:SVG是调整系统电压的主要设备,个人认为其核心为自换向桥式电路,通过IGBT(风机中均按照有该元件)控制实现自换相桥式电路的电流的变化,而自换相桥式电路一般有多个功率单元(目前暂还不清楚)串联组织,形成一个星形接线,发出补偿电流进而调整母线电压。

三、SVG与SVC对比之优点

STATCOM与同步调相机、SVC装置比较具有如下优点:

1)采用数字控制技术,系统可靠性高,基本不需要维护,可以节省大量的维护费用;

2)在提高系统的暂态稳定性、阻尼系统震荡等方面的性能大大优于传统的同步调相机;

3)控制灵活、调节速度更快、调节速度广,在感性和容性运行工况下均可连续快速调节,响应速度可达毫秒级;

4)静止运行、安全稳定,没有调相机那样的大型转动设备,无磨损,无机械噪声,将大大提高装置寿命,改善环境影响;

5)对电容器的容量要求不高,可以省去常规装置中的大电感和大电容及庞大的切换机构,使STATCOM的体积小、损耗低;

6)连接电抗小。STATCOM接入电网的连接电抗,作用是滤除电流中存在的较高次谐波,另外起到将变流器与电网连接起来的作用,因此其电感量远小于补偿容量相同的TCR等SVC装置所需的电感量

7)STATCOM输出电流不依赖于电压,表现为恒流源特性,具有更宽的运行范围。而SVC本质是阻抗型补偿,输出电流和电压成线性关系。因此系统电压变低时,同容量STATCOM可以比SVC提供更大的补偿容量

8)STATCOM比SVC具有更快的响应速度,因而更适合抑制电压闪变。STATCOM响应时间在10ms以内,而SVC响应时间一般在20~40ms。STATCOM从额定容性无功功率变为额定感性无功功率(或相反)可在1ms之内完成,这种响应速度完全可以胜任对冲击性负荷的补偿;

9)STATCOM的桥式电路采用多重化技术、多电平技术或PWM技术来消除次数较低的谐波,并使如7、11等较高次数谐波减小到可以接受的程度。而SVC本身要产生一定量的谐波,如TCR型的5、7次特征次谐波量比较大,占基波值的5%~8%;其他如SR,TCT等也产生3、5、7、11等次的高次谐波,这给SVC系统的滤波器设计带来许多困难;

10)在故障条件下,STATCOM比SVC具有更好的控制稳定性。SVC使用了大量电容器电抗器,当外部系统容量与补偿装置的容量可比时,SVC会产生不稳定性。STATCOM对外部系统运行条件和结构变化不敏感;

11)STATCOM比同容量SVC占地面积小、成本低。STATCOM由于使用直流电容器储能,可以减小电容器体积,且不需要并联电抗器即可以控制无功功率平滑变化,因此安装尺寸大大减小;

12)STATCOM能够在一定范围内提供有功功率,减少有功功率冲击。SVC只能提供无功功率,不具备提供有功功率的功能。

SVG与SVC无功补偿装置的对比分析

与SVC相比,SVG在以下几方面优于SVC:

一、工作原理不同

(1)SVC可以被看成是一个动态的无功源。根据接入电网的需求,它可以向电网提供容性无功,也可以吸收电网多余的感性无功,把电容器组通常是以滤波器组接入电网,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,就由一个并联的电抗器来吸收。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,就可以改变流过电抗器的电流有效值,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,起到电网无功补偿的作用。

(2)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的幅值和相位,或者直接控制交流侧电流的幅值和相位,迅速吸收或发出所需的无功功率,实现快速动态调节无功功率的目的。

二、响应速度快

一般SVC的响应速速是20—40ms;而SVG的响应速度不大于5ms,能更好的抑制电压波动和闪变,在相同的补偿容量下,SVG对电压波动和闪变的补偿效果最好。

三、低电压特性好

SVG具有电流源的特性,输出容量受母线电压的影响很小。这一优点使SVG用于电压控制时具有很大的优势,系统电压越低,越需要动态无功调节电压,SVG的低电压特性好,输出的无功电流与系统电压没有关系,可以看作是一个可控恒定的电流源,系统电压降低时,仍能输出额定无功电流,具备很强的过载能力;而SVC是阻抗型特性,输出容量受母线电压的影响很大,系统电压越低,输出无功电流的能力成比例降低,不具备过载能力。因此SVG的无功补偿能力与系统电压无关,而SVC的无功补偿能力随系统电压的下降线性降低。

四、运行安全性能提高

SVC以可控硅调节电抗加多组电容作为无功补偿的主要手段,极容易发生谐振放大现象,导致安全事故,系统电压波动大时,补偿效果受很大影响,运行损耗大;SVG配套电容器不需要设置滤波器组,不存在谐振放大现象,SVG是有源型补偿装置,是采用可关断器件IGBT构成的电流源装置,从而避免了谐振现象,运行安全性能大大提高。

五、谐波特性

SVC利用可控硅控制电抗器的等效基波阻抗,不仅受到系统谐波影响大,而且自身会产生大量的谐波,必须配套采用滤波器组,滤除SVC自身产生的谐波含量;SVG采用三电平单相桥技术,单相可输出5电平电压波形,采用载波移相的脉冲调制方法,不仅受系统谐波影响小,还可以抑制系统的谐波。与SVC相比,SVG采用多重化、多电平或脉宽调节技术等措施后,大大减少了补偿电流中的谐波含量。

六、占地面积小

在相同的补偿容量下,SVG的占地面积比SVC的减少1/2到2/3。 由于SVG使用的电抗器和电容器比SVC少,因此大大缩小了装置的体积和占地面积;SVC中的电抗器不仅本身体积比较大,而且考虑到相互间的安装间隔,整体占地面积较大。

综上所述,SVG无功补偿装置由于响应速度快、谐波含量少、无功调节能力强等优点,可以大大改善电网的电能质量,目前已成为无功补偿技术的发展方向。