SVG原理及英博电气SVG发展过程
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 ：
静止无功发生器的原理及应用
静止无功发生器的原理及应用静止无功发生器(SVG)又称为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。
一、SVG的工作原理1、SVG采用可关断电力电子器件(如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进行跟踪补偿。
2、电压源型逆变器包含直流电容和逆变桥两个部分，其中逆变桥由可关断的半导体器件IGBT组成。
工作中，通过调节逆变桥中IGBT器件的开关，可以控制直流逆变到交流的电压的幅值和相位，因此，整个装置相当于一个调相电源。
通过检测系统中所需的无功，可以快速发出大小相等、相位相反的无功，实现无功的就地平衡，保持系统高功率因数运行。
二、SVG的应用1、应用目的在电力系统中，为减少配电网向负荷提供大量无功电流而造成功率损耗，在各受电点均需配置相应电压等级的无功补偿装置，以提高电网输电能力，节约能源。
1）减少线路损耗。
2）提高功率因数。
3）提高设备利用率。
4）改善电能质量。
2、相对优势1）传统电容补偿装置配置比较低，投切补偿装置运行稳定性差。
（1）低压固定电容器组补偿容量不可调。
投切电容器组为分级投切，经常发生投则过补，不投则欠补的问题，使变压器不能在最佳经济状态下运行，并使上端电源侧线损增加，经济效益下降。
（2）不能连续频繁投切电容，因为电容需要放电时间。
（3）投切电容相应速度慢，不能补偿动态无功，即快速的负载无法补偿。
采用交流接触器投切电容，相应速度慢而且会产生浪涌冲击、操作过电压、电弧等现象，开关及电容损坏严重。
（4）每组电容有级差，不能连续补偿，功率因数不会补偿很高。
（5）有谐波的场合不能使用，会击穿电容，会造成谐振，引起电容爆炸，应选有源滤波器（APF）或电抗器。
SVG原理
SVG补偿原理一、基本工作原理SVG的基本原理是利用大功率电力电子器件（IGBT）组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在电网上，适当的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，就可以使该电路吸收或发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。
INPSVG采用基于瞬时无功功率的无功电流检测方式，逆变主电路采用IGBT组成的H桥功率单元级联拓扑结构，并辅助小容量电容储能。
它由几个电平合成阶梯波已逼近正弦输出电压，这种逆变器由于输出电平数的增加，是的输出波形具有更好的谐波频谱，并且每个开关器件所承受的电压应力较小。
可避免dv/dt所导致的各种问题。
2、瞬时无功检测根据瞬时无功功率理论计算三相电流的无功电流分量检测原理：三相电路各相电压和电流的瞬时值分别为e a、e b、e c 和i a、i b、i c。
为分析问题方便，把它们变换到βα-两相正交的坐标系上研究。
由下面的变换可以得到α、β两相瞬时电压eα、eβ和α、β两相瞬时电流iα、iβ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡ee e c e e cba32βα ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡ii ic i i cba32βα 其中，⎥⎦⎤⎢⎣⎡---=23230212113232c为了方便分析研究在两相坐标系中将电压与旋转坐标系P 轴放在同一个方向上。
αβe βi pβi βi qβiqi p αe αi qαi αi ipe ϕϕiϕe三相电路瞬时有功电流i p 和瞬时无功电流i q 分别为： ϕcos ⋅=i i pϕsin ⋅=i iq设母线电流为i a，i b，i c，SVG 电流为i sa ，i sb ，i sc 。
根据以上原理就可以检测到负载的电流。
负载电流为：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡sccsbbsaalclblai i i i i i II I 检测到的负载无功电流为：⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡i c c ii iqcqbqaqdq e 01322c c 3223=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-cqbqaqdqqii i c c e i 231210 考虑检测到的无功电流是流入SVG 的3倍，最终得到SVG 所补偿的电流为：=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡cSVGbSVGaSVGII I⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡q c c i i i dq e cqbqaq 0133332323、 载波移相SPWM 原理载波相移SPWM 技术是一种开关调制策略，适用于大功率组合逆变器和级联型多电平逆变器。
SVG简介PPT课件
Ps、Qs
SVG等效为连续可 调的电感或电容
P1、Q1
PSVG、QSVG
负
SVG
载
-
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SVG的工作原理
• is是电网电流、iL是负载电流、ic是补偿电流
-
13
SVG的工作原理
• 三者的关系为： • 而负载电流又可分为：
-
14
SVG的工作原理
Us
Us
负荷
Qs
SVG简介
-
1
主要内容
1. 无功补偿的意义
2. 无功补偿的发展
3. SVG介绍
-
2
电网电源供给负载的电功率
负载的功率
有功功率
无功功率
保持用电设备正常运行所需 的电功率，也就是将电能转
换为其他形式能量
用于电路内电场与磁场，并 用来在电气设备中建立和维
持磁场的电功率
-
3
无功补偿的意义
电压的波动、 功率因数低 闪变
-
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无功补偿的发展
-
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无功补偿的发展
• 机械开关投切电容器及电抗器 断续调节
• 晶闸管投切电容器和电抗器
• 同步调相机
连
• 静止无功补偿器－SVC
续
• 新型静止无功发生器－SVG
调
（STATCOM） 节
-
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动态无功补偿发生装置
• SVG( Static Var Generator ):由自换相的电力半导
3、减少用户电费开支
可以避免因功率因数低于规定值而受罚
可以减少用户内部因传输和分配无功功率造成的 有功功率损耗，因而相应可以减少电费的支出
SVG工作原理及基础知识
无功分类
感性无功：电流矢量滞后于电压矢量90° 如电动机、变压器等
容性无功：电流矢量超前于电压矢量90° 如电容器、电缆输配电线路等
基波无功：与电源频率相等的无功（50HZ） 谐波无功：与电源频率不相等的无功
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功率因数
实际供用电系统中的电力负荷并不是纯感性或纯容 性的，是既有电感或电容、又有电阻的负载。这种 负载的电压和电流的相量之间存在着一定的相位差， 相位角的余弦cosφ称为功率因数，又称力率。它是 有功功率与视在功率之比。 三相功率因数的计算公式为：
将考核点电压稳定在一定水平的场合。装置通过调节其无功输出使考核 点电压稳定在用户设定的电压目标值或范围内。当考核点电压低于用户 设定的电压参考时，装置输出容性无功以提升考核点电压；当考核点电 压高于设定值时，装置输出感性无功以降低考核点电压。当电压合格时 ，又可控功率因数或系统无功的目标或范围。
SVG一次系统结构
无功功率
比如40瓦的日光灯，除需40多瓦有功功率来发光外，还需80 乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。由于它 不对外做功，才被称之为“无功”。
无功功率的符号用Q表示，单位为乏(Var)或千乏(kVar)。 无功功率决不是无用功率，它的用处很大。电动机需要建立
和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机 的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同 样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二 次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机就不会转 动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。
无功补偿装置的发展
第一代— FC
第二代— SVC
第三代— SVG
机械式投切装置 MSC
晶闸管投切装置 基于电压源换流器 MCR ，TSC ，TCR SVG/STATCOM
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法正常⼯作甚⾄停产；(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。
SVG基本电气原理及组成简介
内蒙古吉源热电有限责任公司科技论文内蒙古吉源热电有限责任公司内蒙古028100摘要：电力系统存在薄弱环节，无功潮流复杂线路受负荷冲击干扰；新能源接入导致电网系统功率因数较低谐波含量超标电压波动较大，电能质量较差；工矿企业的电网功率因数较低、谐波含量超标、电网电压闪变电压不平衡；轨道交通方面电网功率因数较低、谐波含量超标、牵引电网电压畸变、电压突降严重等现象。
电网中存在的以上问题就需要无功补偿装置进行电能质量。
关键词：SVG(静止无功补偿装置) 电能质量无功补偿电压1 引言随着我国电力工业的不断发展壮大，以及各行各业和工业用电规模的不断扩大，对电力系统电能质量的要求也日趋严格。
多年来，静止式无功补偿技术，作为保证电能质量，降低电网损耗以达到节能目的，平衡系统无功功率的基础性措施，在电力系统中得到了广泛的运行用。
近年来，由于各个行业和工业企业用电性质的变化，大容量、冲击性用电设备对电力系统的影响日趋严重，主要表现在对电力系统电压造成冲击，发生频发的电压波动和闪变，并且，给负荷供电的变流器使用还产生大量谐波，已经严重影响到电力系统设备的安全运行，进而影响电能品质。
随之应运而生了SVG（静态无功补偿装置），它可以迅速的改善电压波动、电压闪变、大量的谐波出现问题，以提高电力系统电能质量。
2 SVG电气基本的原理：静止无功补偿装置，基于电压源型变流器，采用目前最为先进的无功补偿技术，将IGBT构成的桥式电路经过变压器或电抗器接到电网上。
通过适当地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。
实现动态调整控制侧电压或者无功的目的。
SVG拓扑图及其电压计算公式如下图1图1SVG电气工作原理如下图2所示图2SVG的工作原理及其运行模式如图2所示，SVG的运行模式分为空载运行模式、容性运行模式、感性运行模式三种运行模式。
当电网电压与SVG端电压相同时即U l=U s时，两端的电压大小相等相位相同，电网与SVG之间无电压差时SVG空载运行，也不发出无功也不吸收无功。
试简述静止无功发生器(SVG)的基本原理。与基于晶闸管技术的SVC相比,SVG有哪些更优越的性能
试简述静止无功发生器(SVG)的基本原理。
与基于晶闸管技术的SVC相比，SVG有哪些更优越的性能?静止无功发生器（Static Var Generator，SVG）是一种用于有功功率和无功功率控制的装置。
其基本原理是通过使用功率电子器件（通常为IGBT）将无功功率通过电容器和电感器装置进行控制和补偿，以实现对电网的无功功率的准确控制。
SVG的基本工作原理如下：1.检测电网的电压和电流，通过控制电子器件（IGBT）的导通和阻断，将电容器和电感器转换为容性负载或感性负载。
2.当电网需求无功功率时，SVG将电容器充电或电感器供电，产生无功功率并注入电网，以帮助电网消耗或吸收无功功率。
3.当电网有多余的无功功率时，SVG将其吸收并存储在电容器中，以减少电网的无功功率，从而维持电网的功率因数在标准范围内。
与基于晶闸管技术的静止无功补偿器（Static Var Compensator，SVC）相比，SVG具有以下更优越的性能：1.更快的响应速度：SVG使用功率电子器件（如IGBT），其开关速度非常快，可以实时响应电网瞬态变化，从而更快地进行无功功率控制和补偿。
2.更高的精确性：SVG使用数字控制技术，使其能够实现对电网功率因数的精确控制。
相比之下，基于晶闸管技术的SVC的控制精度较低。
3.更小的占地面积：SVG采用变流器和电容器构成，空间占用较小。
而基于晶闸管技术的SVC通常由较大的电抗器和电容器构成，需要更大的空间。
4.更高的效率：SVG采用功率电子器件（如IGBT）作为开关装置，具有较低的功耗和较高的转换效率。
相比之下，基于晶闸管技术的SVC由于存在一定的能量损耗，效率较低。
综上所述，静止无功发生器（SVG）相对于基于晶闸管技术的静止无功补偿器（SVC），具有更快的响应速度、更高的精确性、更小的占地面积和更高的效率。
这使得SVG在电力系统中更受青睐，并得到广泛的应用。
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SVG产品发展过程
一、概述
随着电力电子技术及无功补偿行业的快速发展，越来越多的新产品和新技术应用到电能质量治理领域， SVG（静止无功发生器）作为电力电子技术和无功补偿行业应用的结合产品，代表着现阶段无功补偿技术发展的新方向。
SVG能够快速连续的输出容性或者感性无功功率，有效的提供系统的功率因数、降低系统损耗、抑制谐波污染等，实现适当的电压和无功功率控制，保障供电系统稳定、安全、高效的运行，是目前无功补偿行业最先进的产品。
二、SVG发展历程：
1.高压SVG发展历程
SVG概念的产生是在20世纪80年代提出的，实际应用主要集中在90年代，从1986年到1999年全球范围内有200多套的SVG产品投入运行，总的可控容量超过3000MVAR。
当时掌握SVG技术的国家有日本、美国、德国、瑞典等国家。
而我国的SVG技术发展是从20世纪90年代开始的，首台2OMVAR的SVG是有清华大学研制开发的，并与1999年在河南洛阳投运。
表一、高压SVG发展年鉴
2.低压SVG产品的发展
相比于高压SVG产品被国外引导发展的不同，低压SVG的发展是在国内开始的，其技术核心是有源滤波器技术，与有源滤波器的区别在于控制算法和输出不同，有源滤波器的输出是谐波或者无功功率，而SVG只输出无功功率。
有源滤波器的发展过程如下：
表二、有源滤波器发展过程年鉴
三、英博SVG发展历程
2010年，英博电气自主研发有源滤波器技术，投入生产并成功运行,从此，英博电气有源滤波器技术遍布各行各业，至今为止运行业绩超过800台
2010年．LSVG产品应用到滤波补偿系统，业绩遍布地铁、汽车制造、新能源等行业
2012年，英博第一台高压SVG投运
2014年．英博低压LSVG投运，销量达到800台，业绩遍布建筑、数据中心的等行业
2015年．………………。