一、SVG系列動態無功發生器型號說明

二、SVG主要產品功能
（1）功率因數動態補償，降低線損，節能降耗
       配電系統中的大量負荷，如異步電動機、感應電爐以及大容量整流設備、電力機車等，在運行中都能表現為感性，需要消耗大量的無功，增加瞭供電線路上的電能損失，降低瞭電壓質量，同時無功電流也降低瞭發、輸、供電設備的有效利用率；對於電力用戶而言，低功率因數會增加電費支出，增加變壓器損耗，加大生產成本。
        SVG可跟隨負荷無功的變化，實現無功功率的動態補償，使線路損耗降到最低，並且充分提高瞭發、輸、供電設備的利用率。
（2）諧波動態補償，改善電能質量，節能降耗
       非線性負荷在在產生沖擊性無功功率的同時，常常對公用電網註入大量諧波。並聯電容補償可以降低線損提高供電電壓質量，但並聯電容不能適用沖擊性無功功率的動態補償，而且電容器的廣泛應用又使諧波放大現象更加普遍，加劇瞭諧波的影響並惡化瞭電能質量、又增加瞭電能損耗。SVG采用以IGBT技術為代表的有源濾波技術，響應速度快、可靠性高、動態跟蹤補償基波無功及各次諧波，SVG具備濾波性能不受系統參數變化的影響、無諧波放大危險等突出優點，是動態無功補償和諧波治理的首選節能解決方案。
（3）輸電系統穩定控制，提高線路傳輸容量
       在長距離輸電線路中點安裝SVG裝置，不但可以在正常狀態下補償線路的無功功率，而且可以在系統故障情況下，提供及時快速的無功調節，阻尼系統震蕩，提高輸電系統穩定性，從而有效提高線路輸電容量。
（4）維持負荷端電壓，加強系統電壓穩定性
       對於負荷中心，由於負荷容量大，而且有沒有大型無功電源支撐，因此容易造成電壓偏低甚至電壓崩潰的穩定事故。SVG具有的快速調節無功功率的功能可以有效維持負荷側電壓，提高供電系統的電壓穩定性。
（5）電壓波動與閃變抑制
       非線性負荷，如電弧爐、軋鋼機、電氣化鐵路等，負荷的快速變化引起電壓波動和閃變，不能滿足用戶對電壓質量的要求，會導致設備運行性能不良，出現過電流、過熱，保護裝置誤動及設備燒壞等事故，並且設備性能、生產效率和產品質量都將受到影響。電壓波動和閃變對安全生產及人體健康都是極為不利的。
        SVG的快速響應使其特別適合於電壓波動和閃變的抑制，國際大電網（CRGRE)也將其推薦為如電弧爐等快速波動負荷引起的電壓波動和閃變抑制的首選方案。
（6）不對稱負荷平衡補償
       三相電壓不平衡對用戶的用電設備和電網的輸變電設備造成很大危害：導致中性點形成較高對地電壓，使電子設備積累大量的靜電而造成致命的損壞；負序電流會造成變壓器損耗加大，造成變壓器發熱，有效輸出容量減小；三相不平衡運行，將增加輸配電線路的損耗。

三、SVG主要產品特點
       響應時間快。受電容器放電時間所限制，自動投切電容器組裝置的響應時間需要幾秒鐘；SVC的響應時間約為20~100ms；SVG裝置補償響應時間可達5ms以內，真正實現動態補償。抑制電壓閃變或跌落。SVG裝置可以有效的抑制電壓閃變或跌落。
       連續補償，功率因數接近於1.0。
       不會產生諧波放大現象。可應用於諧波問題較為突出的地方，如使用變頻器、感應加熱電源、可控電阻爐、電解電鍍整流電源的配電系統中。
       可以發出容性無功，也可產生感性無功。既可用在感性負荷場合，還可用在容性負荷的場合，可以提高補償效果，降低線路損耗。
       輸出無功不受電網電壓高低的影響。而電容器投切型或SVC的無功均與電壓平方成正比，電壓低時，無功輸出大幅下降。一般情況下，電容器型補償裝置的利用率隻有60％～80%，而SVG為100%。
l   必要時可同時對諧波和無功功率進行補償。
l   采用H橋級聯多電平電路架構，直接接入6kV、10kV、27.5kV和35kV。采用瞭N+1或N+2冗餘結構，當一個H橋鏈節損壞後，裝置仍可繼續滿負荷運行，裝置自身運行可靠性極高。
l    SVG裝置接入電網，采用LCL結構，與傳統的采用單個電抗器直接接入電網相比，具有以下優點：適應於任何現場電網系統阻抗，不會發生諧振，保證裝置的可靠性和安全性；SVG工作時，IGBT高頻開關產生的高次諧波不註入電網；補償無功和濾除諧波的效果更好。
l    SVG的控制系統采用大規模可編程邏輯陣列（FPGA）進行集中控制，（FPGA）時鐘頻率根據需要最高可到200MHz，內部有84個硬件DSP數字信號處理器單元，180萬邏輯門，因此擅長於進行數字信號處理。該控制系統計算能力強，響應速度快，因此可采用更高級的控制算法，進而大大提升SVG的性能。
l   采用新型的控制算法和調制方式，並結合控制系統的超強計算能力，使SVG裝置濾除諧波的能力大大增強，可濾除30次以內所有諧波，濾波效率達97%以上。
l   高安全性：SVG設計上遵循高壓國傢強制規范，高壓主回路與控制回路之間光纖連接，安全可靠；
l   完善的保護和故障報警設計：SVG設置有完備的系統保護功能和功率單元保護功能，各種保護動作後，能實現故障自動記錄、事故記憶，故障記錄能自動記錄各種保護的動作類型、動作時間,可以幫助技術人員分析故障原因，並進行故障定位；
l   高靈活性：SVG通過PLC進行現場控制，可通過人機界麵修改參數設置靈活改變控制方式，具有多種標準通信協議可方便與中控系統進行通信；
l   安裝、調試、維護方便：SVG功率單元按抽屜形式設計，功率單元與外接線采用接插件方式，無需人工接線，具有良好的互換性，方便更換.

四、外型尺寸
        1、表中的外型尺寸包含功率單元櫃、控制櫃二套櫃體，不包含進線電抗器櫃，櫃體總體高度不包含底部基座槽鋼（100mm）和櫃頂散熱風機（286~361mm）的尺寸；
        2、電抗器櫃以電抗器的尺寸為準,以上設備尺寸如有變動，恕不另行通知；

五、工作原理
        1、SVG動態無功發生裝置的工作原理
        SVG動態無功發生裝置采用與系統並聯的方式，通過實時檢測負載的諧波和無功分量，采用PWM變換技術，將與諧波和無功分量大小相等、方向相反的電流註入供配電系統中，實現濾除諧波、動態補償無功的功能。
       如圖1所示為SVG動態無功發生裝置的系統原理圖，SVG實際上可以稱為任意波形發生器，或者可稱為可控非線性元件。SVG可以對任意無功及諧波電流進行補償。

 
圖1     SVG原理框圖

       如圖2所示，SVG的主電路主要包括控制系統、IGBT功率單元和電抗器部分。通過對功率單元的控制，可以調節功率單元的輸出電壓，進而調節電抗器上的電流，使SVG吸收或發出滿足要求的無功電流，實現動態無功補償的目的；同時使SVG產生指定的諧波來補償負荷中的電流諧波，實現諧波補償的目的。

 
圖2    SVG主電路原理圖

SVG級聯多電平功率變換器
        SVG級聯多電平功率變換器通過將多個功率單元的輸出疊加起來得到高壓。功率單元如圖3所示是改進優化後的標準低壓PWM（脈寬調制）逆變器。
所有的功率單元都接收來自同一個主控單元控制器的指令。這些指令通過光纖傳輸以保證高壓與低壓隔離。

 
      圖3    SVG功率單元電路原理圖

SVG控制系統
        SVG控制系統由主控單元和PLC組成，主控單元由電源板、采樣板、主控板和光纖板組成。
       采樣板對系統電壓電流信號進行檢測、將信號進行量程轉換和濾波，然後再通過母板送到主控板上，主控板的核心器件由DSP+FPGA組成，對信號分析做出處理，對各功率單元進行PWM波形控制、觸發、封鎖、旁路IGBT，使SVG提供需要的波形輸出，PLC接收用戶的控制指令（運行、停止、急停等），實現各種開關信號邏輯處理。控制系統還對SVG各部件的狀態（如各個功率單元、電抗器、風機等）進行監控，提供故障診斷信息，實現故障的報警和保護。
       在現場應用中，控制系統可實現與現場的靈活接口，提供現場需要的控制功能，方便改變控制方式，滿足用戶現場的特殊要求。

 2、SVG與SVC性能比較

3、SVG與TCR/MCR性能比較
        SVG的核心技術是基於可關斷電力電子器件IGBT（絕緣柵型雙極晶體管，可實現快速的導通/關斷控制，開關頻率可達到6KHz以上）的電壓源型逆變技術。它可以快速、連續、平滑地調節輸出無功，且可實現無功的感性與容性雙相調節。
       在構成上，TCR是通過斬波控制，實現電抗器的等值阻抗調節；MCR是通過可控矽勵磁裝置控制鐵心飽和度，從而改變等效電抗的裝置，兩者都屬於阻抗型補償裝置；SVG是通過逆變器的控制實現無功的快速調節，不再需要大容量的交流電容/電抗器件，是屬於電源型的主動式補償裝置。
       與相控電抗器TCR和磁閥控制電抗器MCR相比，SVG的具有明顯性能優勢：
        1) SVG能耗小，相同調節范圍下，SVG的損耗隻有MCR的1/4，TCR的1/2，運行費用低，更節能環保；
        2) SVG是電流源型裝置，主動式跟蹤補償系統所需無功；從機理上避免瞭大容量電容/電抗元器件並聯在電網中可能發生的諧振現象；在電網薄弱的末端使用，其安全性比阻抗型裝置更高；
        3) SVG的響應速度更快，整體裝置的動態無功響應速度小於10ms，而TCR型SVC的響應時間約為20-40ms，MCR型無功補償裝置響應時間在200ms以上。相比之下，SVG實現瞭質的飛躍，首次將動態無功補償的響應時間縮短到一個工頻周期之內；
        4) SVG中的諧波特性更好。TCR/MCR運行過程中都產生較大的諧波，尤其是TCR，最大諧波電流含量達到20%以上。而SVG自身不產生諧波，同時還能濾除系統諧波，保證運行安全性；
        5) SVG采用模塊化設計和戶櫃式安裝，工程設計和安裝工作量小；
        6) TCR/MCR是阻抗型特性，輸出無功容量和母線電壓的平方成正比；SVG具有電流源的特性，輸出容量和母線電壓成線形關系。在母線電壓偏低的情況下，SVG出力大，不產效果更好；