SVG控制原理介绍教案资料
SVG的工作原理
SVG 的基本工作原理与控制原理
统电压时，SVG 工作于“感性”区，吸收感性无功功率（相当于电抗器 ） ；反之，SVG 工作于“容性”区，
1
和U 分别为电网电压和 SVG 输出交流电压。 发出感性无功功率（相当于电容器） 。如图 2-1 所示，其中 U S I
U S
+
1. 前言
本部分给出 SVG 的最基本工作原理和控制算法，和实际 SVG 系统的原理与控制算法有区别，但可以从 装置到系统，对 SVG 的构成的工作原理有一个完整的认识。 通过本部分学习，能初步解答以下问题： (1) SVG 的基本工作原理是什么？为什么能和系统交换无功功率？ (2) SVG 的输出电压和系统电压是同相位的么？为什么有个夹角？ (3) SVG 的装置由哪几部分构成？各起什么作用？ (4) 常用的大容量 SVG 的主电路有哪几种？链式结构的特点是什么？ (5) SVG 的控制系统分为哪几个层次？分别起什么作用？
Байду номын сангаас
2. SVG 的基本工作原理和系统组成
2.1. SVG 基本工作原理
简单地说，SVG 就是连接在电网上的电压源逆变器，通过实时调节逆变器输出电压的相位和幅值，可改 变电路吸收或发出的无功电流，实现动态无功补偿。 SVG 可以等效为幅值和相位均可控制的、与电网同频率的交流电压源，通过交流电抗器连接到电网上。 对于理想的 SVG（无功率损耗） ，仅改变其输出电压的幅值即可调节与系统的无功交换：当输出电压小于系
3
US UL UI sin sin90 sin90
（2-1）
为正。 超前 U 其中 以 U S I
据此可推导出 SVG 从电网吸收的无功功率和有功功率分别为 ：
SVG原理及应用ppt课件
■站控1台，将SVG装置所有运行信息进行打 包封装存储，为操作人员提供直观的监视 界面。
SVG的工作原理及其工作模式
运行模式 波形和向量图 说明
SVG原理示意图
IL可以通过调节UI 来连续控制，从而 连续调节SVG发出 或吸收的无功。
空载运行 容性运行 感性运行
■补偿无功可做到连续平滑双向调节 ■不会引起系统谐振或谐波电流放大，安全稳定性好 ■响应时间短，可有效抑制闪变 ■可提供低电压穿越所需的快速变化无功 ■运行损耗小 ■模块化设计，运行维护简单 ■占地面积小
SVG维护注意事项
■虽然SVG启动柜柜体、功率柜柜体接地处于低电位，但是 SVG运行时，启动柜内的限流电阻和旁路接触器、功率 柜内的各链节均为高电位。因此SVG运行时，严禁打开 启动柜柜门以及功率柜柜门，避免发生事故。如需对启 动柜、功率柜内的部件进行检修，须断开SVG上级断路 器、拉开SVG上级隔离并将隔离开关接地后方可对SVG 进行检修。
■逆变器正常运行依赖于直流侧的电压支撑，在逆变器接入交 流电源时，由各IGBT反向续流二极管构成整流器， 对直流 电容器充电；正常运行后，直流电容器的储能将会用来满足 逆变器的内部损耗， 电容电压会下降，必须不断的对电容器 充电补能使电压保持在工作范围。 通过使逆变器输出电压滞 后系统电压一个很小的角度来实现， 逆变器从系统吸收少量 有功满足其内部损耗， 保持电压水平。改变逆变器输出电压 的幅值，达到发出或吸收无功的目的。
行效率，根据电网中的无功类型，人为的补偿容性无功或感 性无功来抵消线路的无功功率。
■无功分类
1、感性无功：电流矢量滞后于电压矢量90°，如电动机、变压器等 2、容性无功：电流矢量超前于电压矢量90°，如电容器、电缆输配电
SVG工作原理教案
SVG控制系统
主控屏
调节装置1台，数据采样、运算，得出阀组控制量，然后将此运算结果通过光隔离SPI口送至触发单元，使用F2812 DSC作为主CPU 。触发装置3台，接收运算单元发出的控制量，以控制量为输入信号进行分析运算，产生各IGBT模块触发用的信号，主板核心部件为Cyclone II FPGA EP2C5K 。监控装置3台，收集每个IGBT模块的运行信息，能够对阀体故障进行判断，主板核心控制部件核心逻辑部件系列FPGA。同步装置1台，输出同步信号给调节装置。站控1台，将SVG装置所有运行信息进行打包封装存储，为操作人员提供直观的监视界面。
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SVG控制系统
控制单元原理框图
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SVG控制系统
控制系统及方法
调制方式采用单极倍频正弦脉宽调制技术产生IGBT触发脉冲，原理如图所示，单相桥输出为三电平。单链节载波频率设计为500Hz，调制比可调，单相SVG频率达6000Hz。采用载波移相SPWM，在不提高开关频率的基础上，大大降低输出谐波。最低次谐波在120次以上。
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SVG一次系统
吸收电容
★吸收电容主要吸收IGBT关断浪涌电压和续流二极管反向恢复浪涌电压。吸收回路的类型和所需元器件值取决于主电路的布局结构、逆变器功率、工作频率等多重因素。★主回路难以实现零杂散电感，回路电流较大时影响更甚，吸收回路是必要的，选取时应简单可行。我们采用低电感吸收电容构成的缓冲回路，适合于低频、中小功率、杂散电感较小的电路中，电容值相应可选取大一些。
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SVG一次系统
串联电抗器
★作用：限制无功输出电流；滤除装置产生的高次谐波；将两个电压源连接起来。电感值增大时，滤除补偿电流高次谐波效果较好，但装置补偿电流减小。
SVG控制原理介绍资料
SVG控制原理介绍资料SVG（Scalable Vector Graphics）即可缩放矢量图形，是一种用于在Web上展示矢量图形的基于XML的标记语言。
与传统的图像格式（如JPG、PNG等）不同，SVG使用数学描述图形，因此可以无限放大而不失真，使得图像在不同的设备上具备良好的可扩展性和可移植性。
SVG的控制原理主要包括以下几步：2.绘制基本形状：SVG支持多种基本形状的绘制，如矩形、圆形、椭圆、直线、多边形等。
通过在SVG文档中添加相应的SVG元素，可以绘制出所需的基本形状。
3.路径绘制：SVG中最为强大的功能之一是路径绘制。
路径由一系列直线段、曲线段和命令组成，可以通过路径命令指定形状的各个点和线条的形状。
使用路径命令可以绘制出任意复杂的图形。
4.样式设置：SVG中可以通过CSS来设置元素的样式，包括填充颜色、边框颜色、边框宽度、阴影效果等。
也可以直接在SVG元素中设置一些基本的样式属性，如填充颜色、边框颜色等。
5.变形操作：SVG提供了一系列变形操作，如平移、旋转、缩放、剪切等。
可以通过设置变形矩阵或使用内置的变换函数来实现各种变形效果，使得图形具备更多的可操作性和灵活性。
6.动画效果：SVG支持各种动画效果，可以通过设置关键帧、指定动画持续时间和速度来实现不同的动画效果。
可以定义元素从一个状态过渡到另一个状态的动画，如平移、旋转、透明度变化等。
7.事件控制：SVG可以响应用户的交互事件，如鼠标点击、移动、滚动等。
可以通过添加事件处理函数来实现对事件的响应，并根据事件来改变SVG元素的状态或执行相应的操作。
总之，SVG的控制原理是通过创建SVG元素、绘制基本形状、设置样式、进行变形操作、添加动画效果和处理交互事件等方式来控制和操作SVG图形。
通过这些控制原理，可以实现丰富多样的图形效果和交互效果，使得SVG成为Web上展示矢量图形的一种重要技术。
SVG工作原理控制系统及关键技术说明
SVG工作原理控制系统及关键技术说明工作原理、控制系统及关键技术说明是当今无功补偿领域最新技是一种采用自换相变流电路的现代无功补偿装置，, 动态无功补偿装置) (动态无功补偿装置在响应速度、稳定电网电压、降低系统损耗、, 动态无功补偿装置）。
术，又称为（增加传输能力、提高瞬变电压极限、降低谐波和减少占地面积等多方面更具优势。
产品技术特点：※基于瞬时无功功率理论的无功检测技术；抗干扰性强；※触发、监控单元分相独立化设计，运行速度快，※直流侧电压平衡控制；※完善的保护功能；高频开断的可靠性，并将状态监控信息实时上传至上层监控系统；※专用的驱动电路，保证了※链节自取能设计，可靠性高；※链式结构模块化设计，满足系统高可靠性的要求，维护方便；高频触发的要求；※叠层铜排应用，满足5。
※响应时间可达※能够提供从感性到容性的连续、平滑、动态、快速的无功功率补偿；※能够解决负荷的不平衡问题；※电流源特性，输出无功电流不受母线电压影响；※对系统阻抗参数不敏感。
电网电能质量存在的问题非线性负荷大量接入电网和负载的频繁波动，对电能质量产生严重影响：1.1 输电系统缺乏及时的无功调节，系统振荡容易扩大，降低输电系统的稳定性；(1)(2) 负荷中心缺乏快速的无功支撑，容易造成电压偏低；(3) 功率因数低，增加电网损耗，加大生产成本，降低生产效率；产生的无功冲击引起电网电压降低、电压波动及闪变，严重时导致传动装置及保护装置无法正常工作(4)甚至停产；产生大量谐波电流，导致电网电压畸变，引起：(5)①保护及安全自动装置误动作；②电容器组谐波电流放大，使电容器过负荷或过电压，甚至烧毁；③增加变压器损耗，引起变压器发热；④导致电力设备发热，电机力矩不稳甚至损坏；⑤加速电力设备绝缘老化；⑥降低电弧炉生产效率，增加损耗；⑦干扰通讯信号；9/ 1工作原理控制系统及关键技术说明SVG导致电网三相电压不平衡，产生负序电流使电机转子发生振动。
SVG培训资料
第一章原理及结构E5000 系列高压静止同步无功补偿装置采用级联型多电平拓扑结构。
输入侧不需要变压器，采取链节取电使功率单元控制回路可以工作，控制方式采用载波移相PWM方式。
图1-1给出10kV 系统主电路拓扑结构原理图。
sasc图1-1 E5000系列高压静止同步无功补偿装置拓扑图其中每相级联12个功率单元，主回路上连接有串联电抗器L，预充电电阻R。
直流侧电容起储存能量和进行功率交换的作用，正常运行时电抗会消耗少量的有功功率，以及功率器件的开关损耗等。
1.1 SVG工作原理SVG变流器装置和交流系统之间的无功功率交换可以通过改变变流器输出电压的幅值大小来加以控制。
如果网侧系统电压幅值高于输出电压，这时SVG装置发出感性无功功率；如果装置输出电压幅值高于系统电压，这时变流器发出容性无功功率。
u s cu u >s cu u<uu s cu u = 图1-2 SVG 工作原理等效图如果装置输出电压幅值和系统电压相等，这时变流器既不发出容性无功功率也不吸收感性无功功率，即此时的系统无功为零，为负载理想的工作状态。
因此，通过调节装置输出电压的幅值，E5000系列无功补偿装置可以实时的快速吸收或者发出系统所需要的无功功率，从而实现快速动态调节无功功率的目的。
1.2功率单元电路原理功率单元拓扑原理图见1.3，整机工作前先进行预充电，当直流电压达到设定值可停止预充电，即让单元控制回路可以工作为止。
直流侧电容为储能元件，电阻为均压元件，保证各个单元的电压均衡。
图1-3 功率单元原理图功率单元通过光纤接收信号，其中两根传送通讯信息，另外两根传递PWM信号。
1.3SVG一次系统图如图1-4，1QF0、KM1为高压开关，R为预充电电阻。
当调试运行时，1QF0闭合，KM1断开，预充电使功率单元控制部分可以正常工作。
并网运行时,KM1闭合,电阻短接。
当SVG出现故障或者停机检修时，把1QF0断开，使SVG从系统中脱离出来。
SVG工作原理控制系统及关键技术说明
SVG工作原理控制系统及关键技术说明SVG，即静止无功发生装置（Static Var Generator），是一种通过改变功率系统中的无功电流来控制电压和无功功率的设备。
在现代电力系统中，SVG被广泛应用于电力负荷控制和电力品质改善等方面。
本文将从SVG的工作原理、控制系统以及关键技术三个方面进行详细说明。
首先，SVG的工作原理是基于功率电子器件的操作。
SVG主要由无功补偿单元、控制单元和电源单元组成。
无功补偿单元是SVG的核心部分，其通过控制与电网并联的静止无功电容器的电流来实现对电压和无功功率的调节。
当电压波动或者无功功率变化时，控制单元会根据电网的状态调整电容器的接入和绝缘，以实现对电压和无功功率的调控。
电源单元则用来提供所需的直流电源。
其次，SVG的控制系统是实现SVG运行目标的关键。
控制系统主要由测量和估计电网状态、调节控制电容器电流以及保护和安全控制等组成。
测量和估计电网状态是通过对电流、电压和功率因素等参数的实时监测和分析来获取的。
调节控制电容器电流主要包括调节电容器的电流大小和相角，以及选择性接入和断开电容器的功能。
保护和安全控制则是保证SVG 在异常情况下的安全运行的关键，包括电容器电流保护、过电压保护和过电流保护等。
最后，SVG的关键技术主要包括电力电子技术、数字信号处理技术和控制算法技术等。
电力电子技术是SVG的基础，包括电力电子器件的选型和设计，以及电力电子变换器的拓扑结构和控制策略等。
数字信号处理技术主要用于电网状态的测量和估计，以及控制系统的实时计算和控制信号的生成。
控制算法技术是将电网状态信号与设定目标进行比较和分析，以实现对电容器电流的调节和控制。
常用的控制算法包括PID控制算法和模糊控制算法等。
综上所述，SVG是一种通过改变功率系统中的无功电流来控制电压和无功功率的设备。
其工作原理是通过控制与电网并联的静止无功电容器的电流来实现对电压和无功功率的调节。
控制系统则是实现SVG运行目标的关键，包括测量和估计电网状态、调节控制电容器电流以及保护和安全控制等。
SVG工作原理、控制系统及关键技术说明
SVG工作原理、控制系统及关键技术说明SVG(Static Var Generator, 动态无功补偿装置)是一种采用自换相变流电路的现代无功补偿装置，是当今无功补偿领域最新技术，又称为STATCOM（Static Synchronous Compensator, 动态无功补偿装置）。
SVG 动态无功补偿装置在响应速度、稳定电网电压、降低系统损耗、增加传输能力、提高瞬变电压极限、降低谐波和减少占地面积等多方面更具优势。
SVG产品技术特点：※触发、监控单元分相独立化设计，运行速度快，抗干扰性强；※基于瞬时无功功率理论的无功检测技术；※直流侧电压平衡控制；※完善的保护功能；※专用的IGBT 驱动电路，保证了IGBT 高频开断的可靠性，并将状态监控信息实时上传至上层监控系统；※链节自取能设计，可靠性高；※链式结构模块化设计，满足系统高可靠性的要求，维护方便；※叠层铜排应用，满足IGBT 高频触发的要求；※响应时间可达5ms。
※能够提供从感性到容性的连续、平滑、动态、快速的无功功率补偿；※能够解决负荷的不平衡问题；※电流源特性，输出无功电流不受母线电压影响；※对系统阻抗参数不敏感。
电网电能质量存在的问题1.1非线性负荷大量接入电网和负载的频繁波动，对电能质量产生严重影响：(1) 输电系统缺乏及时的无功调节，系统振荡容易扩大，降低输电系统的稳定性；(2) 负荷中心缺乏快速的无功支撑，容易造成电压偏低；(3) 功率因数低，增加电网损耗，加大生产成本，降低生产效率；(4) 产生的无功冲击引起电网电压降低、电压波动及闪变，严重时导致传动装置及保护装置无常工作甚至停产；(5) 产生大量谐波电流，导致电网电压畸变，引起：①保护及安全自动装置误动作；②电容器组谐波电流放大，使电容器过负荷或过电压，甚至烧毁；③增加变压器损耗，引起变压器发热；④导致电力设备发热，电机力矩不稳甚至损坏；⑤加速电力设备绝缘老化；⑥降低电弧炉生产效率，增加损耗；⑦干扰通讯信号；(6) 导致电网三相电压不平衡，产生负序电流使电机转子发生振动。
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H桥级联型SVG工作原理
+- U U
STATCOM 基本单元
+U
输Hale Waihona Puke 电压0 -UAB
C
#1链节 #2链节 #3链节
#1链节 #2链节 #3链节
#11链 节
冗余链 节
#11链 节
冗余链 节
+
udc
Rp
_
S1
S3
iac
S2
S4
+ uac _
#1链节
#2链节
#3链节
#11链 节
冗余链 节
级数越多，输出电压越逼近于正弦波
...
Ia 1.50
Vapu
Main : Graphs
Ib
Ic
1.00
0.50
0.00
-0.50
-1.00
-1.50 3.8200
3.8250
3.8300
3.8350
3.8400
Va 3.8450
Vb 3.8500
3.8550 ... ...
...
检测系统电流特定次谐波，输出与之相反的电 压与该电流进行抵消
7
1 基本原理概述 2 工作模式介绍 3 控制系统介绍 4 相关定值软压板介绍 5 录波及调试经验介绍
恒无功模式
闭环恒SVG无功(屏蔽高级应用模式）
QREF
电压 电流
PI
瞬时无功功
率计算
STATCOM 控制参考定值
闭环恒补偿点无功
Qref + _ Qnet
无功 调节器
_
QC
STATCOM 电流控制
SVG控制原理介绍
2
1 基本原理概述 2 工作模式介绍 3 控制系统介绍 4 相关定值软压板介绍 5 录波及调试经验介绍
3
1 基本原理概述 2 工作模式介绍 3 控制系统介绍 4 相关定值软压板介绍 5 录波及调试经验介绍
SVG的基本工作原理
4
S（VV如GS I利G系B用统T电可）压关组断成大桥功式率电电路力，电经子过器电件
制
QSTATCOM
谐波抑制功能
y y
Ia 1.50 1.00 0.50 0.00 -0.50 -1.00 -1.50 -2.00
1.120
Ic 1.130
Main : Graphs
Vapu Ib
Udcb
Udcc
Udca
Vathd
1.140
1.150
1.160
1.170
1.180
1.190 ... ...
QSTATCOM
闭环恒功率因数
PNET
COS REF
计算
Qref +
_
Qnet
无功 调节器
_
QC
STACOM电 流控制
QSTATCOM
恒电压模式
利用SVG装置对系统电压的调节能力，不断地 对系统电压进行调整，从而将系统电压稳定在 设定的参考值附近
Vref +
U
_
Vmeans
P
I
PI控制
STATCOM QSTATCOM
抗V器C 并S联TATC在OM输电出网电压上，通过调节桥式电
路
L
路I交C 流S侧TATC输OM输出出电电流压的幅值和相位或者
系统 直V接L 控连制接其电抗交器流电压侧电流就可以使该电
STATCOM
路 实吸 现 收 动VC或 态和者无VS发功的出补相角满偿差足的要目求的的。无功电流，
IC
I
US
X L
13
1 基本原理概述 2 工作模式介绍 3 控制系统介绍 4 相关定值软压板介绍 5 录波及调试经验介绍
控制柜介绍
14
• 控制系统主要包含核心主控装置： PCS-9583以及阀组触发控制单元 PCS-9589构成。
控制柜主要完成如下功能：信号采
集，阀组脉冲的发生，应用于不同 场合控制策略的实现，SVG系统的 自检、监视和保护等
整定范围 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1
电流控制
恒电压模式
典型的SVG稳态U-I特性曲线，通常具有一个小 的斜率
引入斜率控制SVG具有如下优点
调节同样目标，大大地减小所需SVG的额定无功容量
防止SVG过于频繁地达到其输出无功的最大限值
在多个SVG并联运行的情况下，有利于各自输出无功功率的合 理分配
负载曲线1 负载曲线2 负载曲线3
• PCS9589(VBC)阀控单元板卡配置： 主要完成将主控单元发来的调制波生成每个 模块的脉冲信号发给阀组，并对阀组进行监 视的功能。
2
2
2
2
2
1
2
2
2
3
2
1
1
1
0
2
2
2
2
2
A
A
A
A
A
H桥级联型SVG控制策略 17
PCP、VBC、SMC协调配合
负 载
电流采样
无功检测
PCP
park变换
iqref
id iq
锁e 相 环
直流
. . .
. . .
. .直流 .检测
电压 调节
器
控制算法 模块
功率模块
光 纤
A相脉冲
驱动
发生器
光 纤
B相脉冲 发生器
光 纤
C相脉冲 发生器
VBC
程序流程
1115 中断，166.7us
中断开始
模拟量采样
基于对称分量 的同步锁相
通过负载电流 和母线电压等 作瞬时无功计算
链节平衡算法 形成每个 模块调制波
UT
UT U REF
XU
U U
Iq U REF STATCOM
ICMAX
I LMAX
恒电压模式
引入斜率特性的电压调节器
为实现SVG电压调差率的特性，在电压调节器中增 加了SVG电流反馈的环节
Vref
_
斜率
K
ISVG SVG电流
Vref +
U
P
_
I
Vmeans
PI控制
STATCO M电流控
VS VL
U LVC
IC
VS
VL
I VS
UI
VC
US
ULIC jX I
VC
I
电流超前 UI
等效电路VS 及工作原理
VC
IC
UVSI UL jX I
US
VL
电流滞后
VS
VL
SVG的运行模式
适当地调节交流侧输出电压幅值与系统电压幅值的关系来确定输 出功率的性质与容量，当其幅值大于系统侧电压幅值时输出容性 无功，小于时输出感性无功。
开机
手动 自动
停机
带变压器配置保护屏柜：RCS9679 模式切换
复位
变压器保护
紧急停机
功率单元内部原理图
15
• PCS9583主控单元板卡配置：
主要完成采样数据的接收和计算处理，同步 锁相及调制波的计算与发出，基本控制或相 关逻辑计算，数字量开入开出处理，装置管 理、对上位机通讯等功能。
SVC控制系统概述
形成三相调制波
功率外环
功率外环
FPGA交接 形成驱动
SMC接收驱动触发IGBT
中断结束
保护配置
序号
软压板 过流I段投入 过流II段投入 过负荷保护告警投入 过负荷跳闸投入 零序过流投入 负序过流投入 进线失流保护投入 过电压保护投入 欠电压保护投入 欠电压闭锁投入 失压保护投入 零序电压保护投入 负序电压闭锁保护投入 过频保护投入 欠频保护投入 风扇过温保护投入 风扇失电保护投入 预充电故障保护投入 手动误合闸保护投入 相间直流电压不平衡保护投入