静止无功功率补偿器
静止无功补偿装置(SVC)介绍资料
南京南瑞继保电气有限公司
主要内容
概述
工作原理 SVC技术发展现状 南瑞继保SVC主要构成 南瑞继保SVC主要性能及技术优势 重点应用 SVC工程应用实例及补偿效果 SVC的型号和主要参数
概述
电网存在的问题
部分输电网可能过载而另一部分却未被充分利用； 最大静态稳定传输功率不足，有待进一步提高； 长距离电力传输过程中的过电压应该被有效抑制; 可能出现的次同步振荡（SSR）必须快速阻尼。 来自一些大功率负荷的谐波电流，应该滤除； 某些弱系统，需要大量动态无功来维持其电压稳定； HVDC换流站，为保证可靠稳定工作，也需要补偿一定的无功。
南瑞继保
中国电科院
鞍山荣信
西电科技
阀组触发系 统 散热器
冷却水管 支路水管 水管接头焊 接 触发单元
SVC发展现状
国内主要SVC制造公司的产品性能比较
厂家 主要指标
触发光缆 晶闸管元件 更换 阀组冷却系 统 阀组结构 全部单进单出 更换方便，单 人可完成 水冷或水风冷 却 立式阀，占地 小 观察维护方便 开环抑制闪变 和闭环提高功 率因数双调节 器 专业控制保护 制造厂家，利 用了高压直流 输电控制保护 平台，可靠性 高。占地更小， 操作通信非常 方便。 有两进八出等 至少要两人完 成更换 水水或水风冷 却 卧式阀 占地面 积大 加权合并的单 调节器 无 至少要两人完 成更换 热管风冷却， 须外配大功率 空调 卧式阀 占地 面积更大 约2 倍水冷阀面积 有两进八出等 至少要两人完 成更换 水水或水风冷 却 卧式阀 占地面 积大 功能单一的单 调节器
热备用和冗 余
可以另外加
无
SVG(静止无功发生器)与SVC(无功补偿器)的作用及区别
SVG与SVC的作用及区别一、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。
静止无功补偿器TCR+TSC设计研究
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汇报人：XX
控制系统软件设计
控制系统软件设计概述 控制系统软件设计流程 控制系统软件设计关键技术 控制系统软件设计实例分析
TCR+TSC的仿真 与实验验证
仿真模型的建立
仿真模型的构建方 法
仿真模型的参数设 置
仿真模型的验证过 程
仿真模型的结果分 析
仿真结果分析
仿真模型的建立 与验证
TCR+TSC控制策 略的仿真结果
控制系统的组成
控制系统硬件：包括主控制器、驱动电路、晶闸管阀组等 控制系统软件：用于实现控制算法和逻辑控制 通讯系统：实现控制系统与上级控制系统的数据交换和信息交互 保护系统：对系统进行过流、过压、欠压等保护
控制策略的选取
选取依据：系统稳定性、动态响应速度、无功补偿效果等 常见控制策略：PID控制、模糊控制、神经网络控制等 控制策略实现方式：通过控制器对TCR和TSC进行实时控制 控制策略的优化：根据实际运行情况对控制策略进行调整和优化
TCR+TSC的设计 原理
TCR的设计原理
静止无功补偿器 TCR+TSC的组成
TCR的工作原理
TCR的控制策略
TCR的应用场景
TSC的设计原理
TSC采用基于 磁通补偿原理 的无功补偿技
术
TSC通过控制 晶闸管的导通 角来调节无功 电流的大小和
方向
TSC具有响应 速度快、调节 范围广、运行
稳定等优点
实验结果与仿真 结果的对比分析
性能评估与优化 建议
实验验证方案
实验目的：验证 TCR+TSC在静 止无功补偿器中 的性能表现
实验设备： TCR+TSC装置、 可编程电源、测 量仪表等
静止无功补偿器((TCR+FC)SVC)
SVC-技术参数
项目 电网电压（kV） TCR 额定功率（Mvar） 晶闸管阀组结构 晶闸管冷却方式
晶闸管型式
触发方式 控制系统 控制方式 无功调节范围 调节方式 调节系统响应时间 噪声水平 辅助电网供电电压 使用期限
规格
6
10 27.5
35 66
6-300
组架开放式
热管自冷、水冷却
电触发晶闸管（ETT）或 光控晶闸管（LTT）
--------------------------------------------------------------------------◆ 轧机
轧机及其他工业对称负载在工作中所产生的无功冲击会对电网造成如下影响： ■引起电网电压降及电压波动，严重时使电气设备不能正常工作，降低了生产效率 ■使功率因数降低 ■负载的传动装置中会产生有害高次谐波，主要是以 5、7、11、13 次为代表的奇次谐波及旁频，会使电网 电压产生严重畸变
◆ 先进的全数字控制系统
系统响应时间小于 10 ms 分相调节 自诊断 远程监控 ---------------------------------------------------------------------------
◆ 国内唯一的高压全载检测试验成套技术
72 小时高压全载动态连续运行成套试验检测技术 SCR 阀组成套试验技术 满足 IEC61954 要求
◆ 高可靠的 SVC 可控硅阀技术
直挂于 6 KV，10KV，35KV 系统 标准组架式结构 SCR 合理冗余设计 高效热管冷却和全密闭纯水冷却 光电触发和光触发 ---------------------------------------------------------------------------
静止无功补偿器
静止无功补偿器
静止无功补偿器（Static Var Compensator，SVC）是一
种电力系统中用来补偿无功功率的装置。
它通过改变电流
的相位和大小来调整电力系统中的无功功率，以维持系统
的电压稳定。
静止无功补偿器主要由功率电子器件（比如可控硅和可控
开关等）、电力电容器以及控制系统组成。
当系统的无功
功率不平衡或者电压波动时，静止无功补偿器能够通过控
制电容器的电压和电流来实现电力系统的无功功率的调节。
静止无功补偿器在电力系统中的应用可以提高电力系统的
稳定性和可靠性，并且可以减少系统的无功损耗和电压波动。
它可以用于电力变电站、输电线路、大型工业用电系
统等场合。
静止无功补偿器是电力系统中的重要设备，它可以有效地改善电力系统的无功功率问题，提高电力系统的运行效率和稳定性。
SVC静止型动态无功补偿解决方案教程文件
SVC静止型动态无功补偿解决方案1系统需求概述随着中国经济的迅猛发展以及新能源应用的推进，对电力系统运行的安全性、可靠性和经济性以及对电能的质量的要求越来越高。
一些大功率负荷的投入、退出，或者系统局部故障等，都会造成系统中有功功率和无功功率的大幅扰动，从而对电网的稳定性和经济性产生影响。
同时，这些扰动引起的电磁暂态过程产生的过电流和过电压又往往会危害到有关电器设备的安全。
快速有效地调节电网的无功功率，使整个电网负荷的潮流分配更趋合理，这对电网的稳定、调相、调压、限制过电压等等方面都是十分重要的。
另外，现在的直流输电工程日益发展，大功率换流装置（无论整流或逆变）都需要系统提供大量无功功率。
特别是一端为弱系统或临近的交流系统发生故障时，如果不能迅速补偿大幅度波动的无功功率，就会导致系统失控或瓦解。
在SVC出现前，人们除了精心设计和布局整个电网外，往往采用下面几种经典的办法或设备来调节电网的无功功率。
1）、适当调节发电机励磁，以调节机组运行功率因数。
2）、在交流系统适当地点（或直流输电弱系统侧）装设同步调相机。
3）、使用带抽头或有载开关的变压器，通过调节电网某些点的电压来调节潮流。
4）、采用串联补偿电容器来改善受端电压，提高电网极限传输能力并增强系统的稳定性。
5）、用开关投切并联电抗器或电容器，以满足系统随时变化的无功功率需求量，达到调相调压的目的。
这几种措施和方法，有些因其固有的优点，迄今仍为人们采用着。
但是，许多方法明显存在着响应速度慢、调节性能差、运行维护和管理不便、长年运行损耗过大、自动监控跟踪性能差以及对整个电网的技术效益和经济效益都偏低等等缺陷。
现在，性能优良的SVC（静止型动态无功补偿器）正逐步替换这些陈旧的设备。
尤其在一些重要的场合，如大型钢厂，风力发电厂以及在大型复杂电网运行中有特殊要求的电站，SVC正获得越来越全面的应用。
下文根据几种SVC典型的用户类型和容量详细介绍SVC产品，并给出了推荐配置方案及组屏设计实现方案。
静止无功补偿发生器
静止无功补偿发生器静止无功发生器，英文描述为：Static V ar Generator，简称为SVG。
又称高压动态无功补偿发生装置，或静止同步补偿器。
是指由自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。
SVG是目前无功功率控制领域内的最佳方案。
相对于传统的调相机、电容器电抗器、以晶闸管控制电抗器TCR为主要代表的传统SVC等方式，SVG有着无可比拟的优势。
一、SVG无功补偿装置的应用场合凡是安装有低压变压器地方及大型用电设备旁边都应该配备无功补偿装置（这是国家电力部门的规定），特别是那些功率因数较低的工矿、企业、居民区必须安装。
大型异步电机、变压器、电焊机、冲床、车床群、空压机、压力机、吊车、冶炼、轧钢、轧铝、大型交换机、电灌设备、电气机车等尤其需要。
居民区除白炽灯照明外，空调、冷冻机等也都是无功功率不可忽视的耗用对象。
农村用电状况比较恶劣，多数地区供电不足，电压波动很大，功率因数尤其低，加装补偿设备是改善供电状况、提高电能利用率的有效措施。
二、SVG无功补偿装置与目前国内其他产品相比的优势1、补偿方式：国内的无功补偿装置基本上是采用电容器进行无功补偿，补偿后的功率因素一般在0.8-0.9左右。
SVG采用的是电源模块进行无功补偿，补偿后的功率因素一般在0.98以上，这是目前国际上最先进的电力技术，国内掌握这项技术的目前就我们一家；2、补偿时间：国内的无功补偿装置完成一次补偿最快也要200毫秒的时间，SVG在5-20毫秒的时间就可以完成一次补偿。
无功补偿需要在瞬时完成，如果补偿的时间过长会造成该要无功的时候没有，不该要无功的时候反而来了的不良状况；3、有级无极：国内的无功补偿装置基本上采用的是3—10级的有级补偿，每增减一级就是几十千法，不能实现精确的补偿。
SVG可以从0.1千法开始进行无极补偿，完全实现了精确补偿；4、谐波滤除：国内的无功补偿装置因为采用的是电容式，电容本身会放大谐波，所以根本不能滤除谐波，SVG不产生谐波更不会放大谐波，并且可以滤除50%以上的谐波；5、使用寿命：国内的无功补偿装置一般采用接触器或可控硅控制，造成使用寿命较短，一般在三年左右，自身损耗大而且要经常进行维护。
高压静止无功补偿.doc
高压静止无功补偿1 引言目前，我国电网的建设和运行中长期存在的一个问题是无功补偿容量不足和配备不合理，特别是可调节的无功容量不足，快速响应的无功调节设备更少。
近年来，随着大功率非线性负荷的不断增加，电网的无功冲击和谐波污染呈不断上升的趋势，无功调节手段的缺乏使得母线电压随运行方式的改变而变化很大，导致电网的线损增加，电压合格率降低。
此外，随着电网的发展，系统稳定性的问题也愈加重要。
动态无功补偿技术是一种提高电压稳定性的经济、有效的措施。
另外，动态无功补偿技术在冶金、电气化铁路、煤炭等工业领域的客观需求也很大。
在目前情况下，采用tcr静止型动态无功补偿装置（svc）对于消除轧机和其他大型电动机等对称性负载所产生的无功冲击是很有效的，电网电压波动明显改善，功率因数明显提高，是一种技术含量高、经济效益显著的新型节能装置。
2 svc的基本类型和结构svc的补偿原理是通过控制晶闸管触发角，改变接入系统中的svc等效电纳的大小，从而使svc达到调节无功功率的目的。
静止电抗器" title="电抗器">电抗器的静止无功补偿装置（saturatedreactor- sr）；第二类是晶闸管控制电抗器（thyristor control reactor—tcr），晶闸管投切电容器（thyristor switch capacitor- tsc），这两类装置通称为svc （staticvar compensator）。
2.1 具有饱和电抗器的补偿器" title="无功补偿器">无功补偿器（sr）饱和电抗器分为自饱和电抗器和可控饱和电抗器两种，相应的无功补偿装置也就分为两种。
具有自饱和电抗器的无功补偿装置是依靠电抗器自身固有的能力来稳定电压，它利用铁心的饱和特性来控制发出或吸收无功功率的大小。
可控饱和电抗器通过改变控制绕组中的工作电流来控制铁心的饱和程度，从而改变工作绕组的感抗，进一步控制无功电流的大小。
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图2 鞍山红一变SVC国产化示范工程
在冶金行业及电气化铁道上的应用
110kV
25km
27.5kV
27.5kV
25km
电力机车
电力机车 铁轨
图3 陕西宝鸡某牵引变电所SVC接线图
图3所示为安装在西安铁 路分局宝鸡段某牵引变 电所的SVC。在仅由固定 电容器补偿条件下，功 率因数为0.85左右（考 核值为0.9），每月都要 缴纳低功率因数罚款， 加装SVC系统之后，功率 因素提高到0.95，除得 到当地供电部门奖励外， 所需费用投资也在一年 多时间内收回，经济效 益相当显著。安装在各 地铁路部门的SVC总体补 偿效果也令人满意 。
1.静止无功补偿器的简介 2.静止无功补偿器的结构 3.静止无功补偿器的基本应用
目 5.结语 录
4.静止无功补偿器的发展
静止无功补偿器简介
• 静止无功补偿器(Static Var Compensator)，是将电容器（及电抗器 支路）与输电线路并接，通常接于开关站或变电所母线，通过晶闸管 控制的无功功率动态补偿，调节母线电压和线路无功功率在所需水平 上，从而提高电力系统稳定性，扩大线路输送容量。 • 静止同步无功补偿器是目前技术最为先进的无功补偿装置。它不再采 用大容量的电容器，电感器来产生所需无功功率，而是通过电力电子 器件的高频开关实现对无功补偿技术质的飞跃，特别适用于中高压电 力系统中的动态无功补偿。
• 随着电网互联的发展，为提高电网输电能力和系 统稳定性可以因地制宜的采用动态无功补偿技术 ；同时，随着电力市场的发展，加大动态无功补 偿技术的应用可以增加电网电压和无功的调节能 力，降低网损和提高电网运行的经济性；此外， 采用合适的动态无功补偿技术，可以抑制非线性 负荷产生的谐波、负序电流、有功和无功冲击等 ，提高电能质量。电网的技术改造也需要新型动 态无功补偿技术替代调相机。静止无功补偿器以 其能够快速、平滑的调节容性和感性无功功率， 实现动态补偿，在电力系统中必将得到广泛的应 用。
66kV母线 35kV母线
3rd
3rd
5th
5th
7th
7th
TCR
SVC代替原有调相机实现 对电网的动态无功调节， 其经济效益显著，主要 表现在：减少了无功功 率远距离的输送，降低 了网损；与调相机相比， 降低了运行维护费用； 改善了系统潮流分布； 提高了鞍山受电断面的 稳定水平；抑制冲击负 荷引起的谐波干扰，改 善了电能质量。
静止无功补偿器的发展
随着电力电子技术的进一步 发展，特别是L．Gyugyi提 出利用变流器进行无功补偿 的理论以来，逐步出现了应 用变流技术进行动态无功补 偿的静止补偿器。它是通过 将自换相桥式电路直接并联 到电网上或者通过电抗器并 联到电网上。ASVG根据直 流侧采用电容和电感两种不 同的储能元件，可以分为电 压型和电流型两种，如图3 所示。图3所示的原理图为 电压型补偿器，如果将直流 侧的电容器用电抗器代替， 交流侧的串联电感用并联电 容代替，则为电流型的 ASVG。
无功补偿器的结构
静止无功补偿器（SVC） 是在机械投切式并联电容和 电感的基础上，采用大容量 晶闸管代替段力气等触电式 开关而发展起来的，实现快 速、频繁地以控制电抗器和 电容器的方式改变输电系统 的导纳。从而提高电网输电 能力和稳定性，降低网损， 改善电能质量。
SVC由可控支路和固定（或可变）电容器支路并 联而成，主要有4种结构型式。
④晶闸管控制高阻抗变压器 （Thyristor Controlled Transformer, TCT），优点与TCR 差不多，但高阻抗变压器制造复 杂，谐波分量也略大一些，由于 有油，要求一级防火，只宜于布 置在一层平面或户外，容量在 30MVar以上时价格较贵，而不能 得到广泛采用。
(d) TCT
可移动式静止无功补偿器的技术
在国外大量应用SVC的过 程中，SVC技术也在根据 市场和应用的要求而不断 发展。SVC技术的发展趋 势已经从以往的常规SVC全景图
图3 运输中的可移动式SVC 图2 AEVEA公司生产的可移动式 SVC集装箱吊装图
结语
(c) SR
③自饱和电抗器（Saturated Reactor, SR），由饱和电抗器 和串联电容器组成的回路具有稳 压的特性，能维持连接母线的电 压水平，对冲击性负荷引起的电 压波动具有补偿作用，与其并联 的滤波电路能吸收谐波并提高功 率因数，而且SR还具有有效抑制 三相不平衡的能力，当电网三相 电压不平衡时，饱和电抗器的三 相呈现不同的饱和程度，使三相 电压趋于平衡。其优点是补偿快 速、可靠、过载能力强、产生谐 波小，维护简单，响应速度快， 抑制闪变效果好，但运行时电抗 器长期处于饱和状态，存在较大 的噪声和损耗，原材料消耗也大， 补偿不对称负荷自身产生较大谐 波电流，无平衡有功负荷能力。
(a) TCR
(b) TSC
②晶闸管投切电容器（Thyristor Switched Capacitor, TSC），分相调 节、直接补偿、装置本身不产生谐波， 损耗小。在运行时，根据所需补偿电 流的大小，决定投入电容的组数。由 于电容是分组投切的，所以会在电网 中产生冲击电流。为了实现无功电流 尽可能的平滑调节，一是增加电容的 组数，组数越多，级差就越小，但这 又会增加运行成本；二是把握电容器 的投切时间，最佳投切时间是晶闸管 两端电压为零时，一般TSC都是采取过 零投切。
静止无功补偿器(SVC)的基本应用
静止无功补偿器(SVC) 与高压直流输电技术 （HVDC）、 静止无功发生器 （STATCOM）及统一潮 流控制器（UPFC）等 都属于FACTS 家族。 SVC 的应用可以分为2 个方面：系 统补偿和负荷补偿。
国内SVC的应用实例
220kV母线 3#主变 4#主变
①晶闸管控制电抗器（Thyristor Controlled Reactor, TCR），用可 控硅阀控制线性电抗器实现快速连 续的无功功率调节，它具有反应时 间快（5~20ms），运行可靠、无级 补偿、分相调节、能平衡有功、适 用范围广、价格便宜等优点。TCR 装置还能实现分相控制，有较好的 抑制不对称负荷的能力，因而实际 应用最广，使用例子最多。