混合型静止无功功率发生器

混合型静止无功功率发生器

混合型静止无功功率发生器（HＳＶＧ）是我公司与清华大学于２００１年８月签定合作协议，共同开发生产推广应用的产品，在技术水平上处于国际领先水平（目前国际上只有日本、美国、德国等国有此项技术）。

ＨＳＶＧ由启动整流器、逆变器（由若干GTO或IGCT组成）、直流电容器、多重逆变输出变压器，控制、监测、保护单元及高纯水冷却装置等组成。是将ＳＶＧ装置与滤波ＦＣ装置经过合理的优化配置，构成了混合型静止无功功率发生器ＨＳＶＧ。对于相同的无功补偿容量，ＨＳＶＧ补偿方式与ＳＶＧ补偿方式相比，可以减少ＳＶＧ本身的容量，降低整个装置的造价。ＨＳＶＧ可广泛应用于电力系统、电气化铁路、冶金行业及其他电压负荷有剧烈波动的行业。

HSVG控制器具有以下特点：

a．控制速度快：由于HSVG本身响应时间短，因此对控制器快速性要求较高，一般要求其反应时间必须在 l ms左右；

b．高精度的控制角:由于 HSVG一般采用电压源逆变器型结构，且装置的电抗较小，一个较小的角度误差将引起HSVG的过电流，因此对控制脉冲的精度要求高；

c．多功能、多目标控制：由于HSVG必须具有多种功能和目标，如调节无功功率、稳定电压、提高系统暂态稳定水平、阻尼系统振荡等，因此，要求HSVG的控制器必须是具有完成多种功能和目标的控制器。

控制器主要功能：

a．产生触发脉冲。产生一定规律的触发脉冲，经门极驱动电路放大后去控制GTO的导通和关断，使HSVG能产生正确的阶梯波电压。

b．脉冲同步。根据从电网取回的同步脉冲，产生出与电网电压同步的脉冲信号，使HSVG产生的阶梯波电压与电网电压保持同步，从而使HSVG能正确并网运行。

c．控制HSVG行为。这包括控制HSVG阶梯波电压与电网电压的相角差δ，从而能准确地控制HSVG 的无功功率输出以及控制GTO的导通角θ，从而控制直流侧电容电压，保证该电压在GTO的安全工作

范围之内。

d．高层保护功能。由于一般情况下HSVG控制器可以完全控制 HSVG的电流，因此必须具有保护功能。HSVG控制器的保护功能是一种高层次的保护，当HSVG运行在过载或其他不正常状态下，而电流又没有超过保护动作的整定值时，控制器应通过保护功能使HSVG回到正常工作状态，避免HSVG底层保护动作，从而使HSVG能连续地正常工作。

e．控制器具有自我容错功能。一旦控制器自身有些元件出现错误，如电压互感器（TV）断线等，控制器应能立即发现并报警，同时不使装置退出运行，故障修复后，可很容易地恢复。

f．操作简单可靠、便于现场使用。HSVG控制器就是根据上述功能加以设计的，它采用双DSP结构，其中一个DSP负责脉冲的产生与发送，另一个DSP负责数据处理与控制，产生控制角去控制脉冲，TV、TA和A/D主要用来进行信号采集。

SVG的基本原理:

图2给出了SVG的等值电路，其实质是一个可控电源(用UI表示)，为系统(用Us表示)提供无功电流。

SVG的主要部件是逆变器，逆变器由可关断电力电子器件构成。SVG直流侧电容器要求的容量很小，耐压也很低，因为它仅起到支撑直流电压的作用，而不是用于储能。

图3给出了SVG进行无功补偿时的工作原理。当UI = Us时，SVG输出的无功电流为零，不向系统吞吐无功，如图3(a)所示；当UI > Us时，SVG向系统提供容性无功，如图3(b)所示；当UI < Us时，SVG 向系统提供感性无功，如图3(c)所示。在整个运行范围内，SVG可连续调节无功。

图2SVG的等值电路

图3 SVG工作原理示意图

HSVG在电网中的应用 HSVG在电气铁路中的应用 HSVG在冶金工厂中的应用

SVG装置阀组柜

ＨＳＶＧ与传统静止无功率补偿器(ＳＶＣ)相比,具有如下优点：

a．ＨＳＶＧ电压特性优于ＳＶＣ。ＨＳＶＧ输出的无功功率与所接系统电压成正比；ＳＶＣ输出的无功功率与所接系统电压平方成正比。即ＨＳＶＧ抑制电压波动的能力大大优于ＳＶＣ。

b．ＨＳＶＧ较ＳＶＣ有更快的动态响应速度。

c．ＨＳＶＧ适应系统异常变化能力强。

d．ＨＳＶＧ设计容量为ＳＶＣ的一半。

e．ＳＶＣ中的ＴＣＲ产生较大的谐波，而ＨＳＶＧ基本不产生谐波。

f．ＨＳＶＧ抗干扰能力强，电磁兼容性好。