靜止無功發生器SVG的工作原理及與同類產品比較

2022-09-07 05:21:04 字數 1514 閱讀 2219

1. 一、svg的工作原理

svg 的基本原理是,將電壓源型逆變器,經過電抗器併聯在電網上。電壓源型逆變器包含直流電容

和逆變橋兩個部分,其中逆變橋由可關斷的半導體器件 igbt 組成。

工作中,通過調節逆變橋中 igbt 器件的開關,可以控制直流逆變到交流的電壓的幅值和相位,因

此,整個裝置相當於乙個調相電源。通過檢測系統中所需的無功,可以快速發出大小相等、相位相反

的無功,實現無功的就地平衡,保持系統實事高高率因數執行。

上圖為 svg 原理圖,將系統看作乙個電壓源,svg 可以看作乙個可控電壓源,連線電抗器或者可以

等效成乙個線形阻抗元件。表 1 給出了 svg 三種執行模式的原理說明。

表svg 的三種執行模式

執行模式波形和相量圖說明

svg 可以補償基波無功電流,也可同時對諧波電流進行補償,在中低壓動態無功補償與諧波治理領域得到廣泛應用。

2. 二、svg與tcr/mcr的優勢

svg 的核心技術是基於可關斷電力電子器件 igbt(絕緣柵型雙極電晶體,可實現快速的導通/關斷控制,開關頻率可達到 3500hz 以上)的電壓源型逆變技術。svg 也被稱為「靜止調相機」,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 的具有明顯效能優勢:

(1) svg 能耗小,相同調節範圍下,svg 的損耗只有 mcr 的 1/4,tcr 的 1/2,執行費用低,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;從機理上避免了大容量電容/電抗元器

件併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 實現了質的飛躍,

首次將動態無功補償的響應時間縮短到乙個工頻週期之內;

(4) svg 中的諧波特性更好。tcr/mcr 執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,保證執行安全性;

(5) svg 採用模組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係。在母線電壓偏低的情況下,svg 出力大,不產效果更好;

系統電壓

(圖 mcr 和 svg(statcom)補償的電壓電流特性

(7) svg 的噪音很小(45db) ,更符合節能環保的設計理念。

與同類產品的比較分析彙總表

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