无功补偿的作用和原理
老旧SVG无功补偿原理及基础知识讲解
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 。
■主要作用：实现SVG自励启动，限制上电时 直流电容的充电涌流，避免IGBT模块、直流 电容损坏。SVG上电时，旁路电阻串于充电 回路，起限流保护作用；需将电阻通过接触 器旁路后SVG方能投入运行。设计有接触器 与上端口断路器的互锁，保证断路器“合” 状态时接触器执行“合”动作。
■单相旁路电阻选用两只640Ω/2kW并联。
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控制系统工作方式
电力系统中网络元件的阻抗主要是感性的，需要容性无功来补 偿感性无功。
将电容并入RL电路之后，电路如图（a）所示。该电路电流方程
为
I Ic Irl
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由图（b）的向量图可知，并联电容后U与I的相位差变小了，即 供电回路的功率因数提高了。此时供电电流的相位滞后于电压，这种 情况称为欠补偿。
若电容C的容量过大，使得供电电流的相位超前于电压，这种情况 称为过补偿。其向量图如（c）所示。通常不希望出现过补偿的情况， 因为这样会：
■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
无功补偿原理基础知识详解ppt课件
什么是无功功率
� 从物理概念来解释容性无功功率：由于电容器是贮 藏电场能量的元件，当电容器加上交流电压后，电 压交变时，相应的电场能量也随着变化。当电压增 大，电流及电场能量也就相应加强，此时电容器的 电场能量就将外电源供给的能量以电场能量形式贮 藏起来；当电压减小和电场能量减弱时，电容器把 电场能量释放并输回到外面电路中。交流电容电路 不消耗功率，电路中仅是电源能量与电场能量之间 的往复转换。
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什么是功率因数
� 非正弦电路的功率因数：
P=UI1 cosφ 1
Q=UI1sinφ 1
S=UI
此时非正弦电路功率因数为：λ = P = I1 cosΦ
UI I
1
式中：cosφ 1—基波功率因数 I1—基波电流
I—总电流
由上式可以看出：功率因数是由基波电流相移和电 流波形畸变两个因素决定的。总电流可以看成由三 个分量，基波有功电流、基波无功电流和谐波电流 组成。
� 需要注意的是：若电容器的实际运行电压与 电容器的额定电压不一致，则电容器的实际 补偿容量QC1为
QC1 =⎝⎜⎜⎛UUNCW⎠⎟⎟⎞2QNC
式中：UW—电容器的实际运行电压 UNC—电容器的额定电压 QNC—电容器的额定容量
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电容器直接补偿的危害及防范措施
� 随着电力电子技术的飞跃发展，我国的工矿企业中 大量的使用以晶闸管为主要开关器件的整流及变频 设备，这些设备都是产生大量谐波的发源地。我们 在许多工矿企业中，经常遇到这样的情况，无功功 率补偿装置（电容器直接补偿）投入后，供电设备 中的电器件（包括变压器、电抗器、电容器、自动 开关、接触器、继电器）经常损坏，这就是谐波电 流被电容器直接补偿引起的谐波放大后而造成的。
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动态无功补偿装置及其于电网意义基础知识讲解
课前引导
风场与光伏电站无功补偿的必要性
适合开发风电、光伏的地区一般都处于电网末端，此处电网架构比较薄 弱，风电的并入会对电网产生重要影响 ，其中最突出的问题就是风电场的并 网引起系统无功的变化，进而影响系统电压，甚至可能导致电压崩溃。因此， 需要对风电场、光伏电站进行无功补偿以改善无功状况，从而达到改善系统和 风电场、光伏电站的电压水平的目的。
电能转换 （负载）
无功功率补偿的概念与意义
功率因数：有功功率出力在设备容量中所占的比重。
0 cos 1.0
功率三角形
S Q
S2 Q2 P2 P S cos
Q S sin
P
P S 或 cos
1.0
节电：
Q0
无功功率补偿的概念与意义
➢自然功率因数
负荷自然功率因数：无功补偿前负荷的功率因数
波形和相量图
Us
滞后的电流
IL
Us
UI
IL UI jxIL
(c) UI < Us
UI Us
IL 超前的电流
IL Us jxIL UI
(b) UI > Us
UI
没有电流
Us
Us
UI
(a) UI = Us
说明
UI = Us，IL = 0，SVG不吸发无 功。
UI > Us，IL为超前的电流，其 幅值可以通过调节UI来连续控 制，从而连续调节SVG发出的无 功。
SVG与SVC的对比
与相控电抗器TCR和磁阀控制电抗器MCR相比，SVG的具有明显性能优势： SVG能耗小，相同调节范围下，SVG的损耗只有MCR的1/4，TCR的1/2，
运行费用低，更节能环保； SVG是电流源型装置，主动式跟踪补偿系统所需无功；从机理上避免了大
无功补偿原理
无功补偿原理当电网电压的波形为正弦波，且电压与电流同相位时，电阻性电气设备如白炽灯、电热器等从电网上获得的功率P等于电压U和电流I的乘积，即：P=U×I。
电感性电气设备如电动机和变压器等由于在运行时需要建立磁场，此时所消耗的能量不能转化为有功功率，故被称为无功功率Q。
此时电流滞后电压一个角度f。
在选择变配电设备时所根据的是视在功率S，即有功功率和无功功率的几何和：S =（P2 + Q2）1/2无功功率为:Q=（S2 - P2）1/2有功功率与视在功率的比值为功率因数:=P/Sφcos无功功率的传输加重了电网负荷，使电网损耗增加，故需对其进行就近和就地补偿。
并联电容器可补偿或平衡电气设备的感性无功功率。
当容性无功功率QC等于感性无功功率QL时，电网只传输有功功率P。
根据国家有关规定，高压用户的功率因数应达到0.9以上，低压用户的功率因数应达到0.85以上。
如果选择电容器功率为Qc，则功率因数为：= P/ (P2 + (QL- QC)2)1/2φcos在实际工程中首先应根据负荷情况和供电部门的要求确定补偿后所需达到的功率因数值，然后再计算电容器的安装容量：1 -φQc = P(tan 2)φtan式中:Qc一电容器的安装容量，kvarP一系统的有功功率，kW1一补偿前的功率因数角φtan2一补偿后的功率因数角φtan采用查表法也可确定电容器的安装容量。
电容的作用：滤波作用，在电源电路中，整流电路将交流变成脉动的直流，而在整流电路之后接入一个较大容量的电解电容，利用其充放电特性，使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。
在实际中，为了防止电路各部分供电电压因负载变化而产生变化，所以在电源的输出端及负载的电源输入端一般接有数十至数百微法的电解电容．由于大容量的电解电容一般具有一定的电感，对高频及脉冲干扰信号不能有效地滤除，故在其两端并联了一只容量为0.001--0.lpF的电容，以滤除高频及脉冲干扰。
无功补偿控制器的功能
无功补偿控制器的功能1.无功功率补偿能力：无功补偿控制器可以根据电网无功功率的变化情况，动态调节无功补偿电容器组的补偿能力。
当电网无功功率较大时，控制器会自动增加无功补偿电容器的投入，以提供足够的无功功率补偿，减少电网的无功功率，提高电网的功率因数。
相反，当电网无功功率较小时，控制器会自动减少无功补偿电容器的投入，以防止过补偿而导致电网的功率因数过高。
2.功率因数调节：无功补偿控制器通过监测电网的功率因数，并根据设定值来对电网的功率因数进行调节。
当电网的功率因数低于设定值时，控制器会自动增加无功补偿电容器的投入，提高电网的功率因数；反之，当功率因数高于设定值时，控制器会自动减少无功补偿电容器的投入，以维持电网的功率因数在设定范围内。
3.电压调节：无功补偿控制器通过监测电网的电压，并根据设定值来对电网的电压进行调节。
当电网的电压低于设定值时，控制器会自动增加无功补偿电容器的投入，提高电网的电压；反之，当电压高于设定值时，控制器会自动减少无功补偿电容器的投入，以维持电网的电压在设定范围内。
4.电网稳定性提升：通过减少电网的无功功率，提高电网的功率因数和电压，无功补偿控制器可以有效提升电网的稳定性。
当电网无功功率过大时，会导致电网电压的波动和振荡，甚至引发电网的不稳定运行。
而通过合理补偿电网的无功功率，可以减少电网的振荡，提高电网稳定性。
5.节约电能：无功补偿控制器可以根据电网的需求，自动调节无功补偿电容器的投入，以提供最合适的无功功率补偿。
当电网的无功功率需求较小时，控制器会减少无功补偿电容器的投入，以降低电网的无功功率损耗，从而节约电能。
6.故障保护：无功补偿控制器可以监测电网的工作状态，并及时发现电网中的故障情况。
当电网出现故障时，控制器会自动停止或调整无功补偿电容器的投入，以保护电网设备的安全运行。
总之，无功补偿控制器在电力系统中起着重要的作用，通过动态调节无功补偿电容器的投入，实现对电网的无功功率补偿和调节，提高电网的功率因数、电压稳定性，并节约电能。
电容并联和串联无功补偿
电容并联和串联无功补偿
电容并联和串联无功补偿是两种常见的无功补偿方式，它们在电力系统中的应用场景和工作原理有所不同。
电容并联无功补偿：这种方式是将电容器直接并联在被补偿设备的同一电路上。
电容器为用电设备提供所需无功电流，从而减轻电力线路、变压器和发电机的负担。
并联电容器是目前电网中应用最为广泛的一种无功补偿方式，尤其在10KV及以下电压等级的供电系统中，几乎所有的无功补偿装置均属于并联电容器补偿。
其主要作用是减小视在电流，提高功率因数，降低损耗，从而提高电力设备的效率。
对用户侧而言，补偿无功还有提高电压、降低线损、减少电费支出、节约能源、增加电网有功容量传输、提高设备的使用效率等作用。
电容串联无功补偿：这种方式是把电容器直接串联到高压输电线路上，主要作用是通过在电网输电侧直接治理进而达到改善输电线路参数，降低电压损失，提高其输送能力，降低线路损耗的作用。
由于串联电容器只能应用在高压系统中（在低压系统中由于电流太大无法应用），因此其一般的应用场所是高压远距离输电线路上，用户侧的应用较少。
串联电容无功补偿的原理是利用电容器的容性阻抗抵消线路电感的感性阻抗，从而缩短电气距离，提高线路的输电容量和稳定性。
总的来说，电容并联和串联无功补偿都是为了提高电力系统
的功率因数、降低损耗、提高设备的效率等目的而采取的措施。
具体选择哪种方式需要根据实际情况进行综合考虑。
静止无功补偿装置(SVC)介绍资料
实现电网优化运行
SVC能够与系统其他设备配合，实现电网的优化运行和调度，提高 电网运行效率。
适应未来电网发展需求
随着电网的不断发展和升级，SVC的应用前景将更加广阔，能够满 足未来电网发展的多样化需求。
THANKS
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特点
各类SVC具有不同的特点。例如，TCR型SVC响应速度快、连 续可调，但谐波含量较高；TSC型SVC结构简单、成本低，但 只能分级调节；MCR型SVC调节范围宽、谐波含量低，但响 应速度相对较慢。
02
SVC系统组成与结构
主要设备构成
1 2
晶闸管控制电抗器(TCR)
采用晶闸管控制电抗器的投入或切除，从而改变 系统的无功功率，实现快速、连续的无功功率调 节。
静止无功补偿装置 (SVC)介绍资料
汇报人：XX
目录
• SVC基本概念与原理 • SVC系统组成与结构 • SVC控制策略及实现方法 • SVC性能指标评价体系建立 • SVC在电力系统中的应用前景展望
01
SVC基本概念与原理
SVC定义及作用
SVC定义
静止无功补偿装置（Static Var Compensator，SVC）是一种用于电力系统无 功补偿的装置，通过控制无功功率的流动，提高电力系统的稳定性和效率。
效性。
混合实现方法
结合硬件实现和软件实现的优势 ，采用硬件在循环(HIL)仿真技术 ，将实际控制系统与虚拟仿真环 境相结合，实现对SVC控制策略
的高效、灵活验证。
案例分析：某地区电网SVC应用实例
要点一
案例背景
某地区电网存在电压波动和闪变问题 ，严重影响电能质量和用户用电设备 的安全运行。为解决这一问题，该地 区电网引入了静止无功补偿装置 (SVC)。
无功补偿作用
无功补偿作用无功补偿是电力系统中的重要技术手段之一，它可以解决电力系统中的功率因数过低、电流畸变等问题，提高电力系统的负载能力和电能利用率。
首先，无功补偿可以改善电力系统的功率因数。
功率因数是指电力系统中有用功与视在功之比，是衡量电力系统能源利用效率的重要指标。
当功率因数过低时，电力系统中会产生许多无功功率，导致电力设备运行效率低下、线路过载和电能损耗增加。
使用无功补偿装置可以通过合成与负荷电流相反的无功功率，将系统的功率因数提高到合理范围内，从而改善电力系统的负载能力和电能利用率。
其次，无功补偿可以减小电力系统中的电流畸变。
电力系统中存在多种负荷，如电动机、闸流器、电子设备等，它们都会引入电流畸变。
电流畸变会导致电力系统中谐波增加、电压波形扭曲等问题，给电力设备的正常运行带来困扰，甚至损坏电力设备。
无功补偿装置可以通过合理控制电压和电流的相位关系，抑制电流畸变，从而保证电力系统的稳定运行，减小谐波对电力设备的影响。
此外，无功补偿还可以提高电力系统的供电质量。
在电力系统中，特别是大型工业企业和城市综合配电网中，会出现电压暂降、电压波动、电压失调等现象，给电力设备的正常运行和电能质量造成影响。
无功补偿装置采用高精度的控制算法，能够自动调整电流和电压的相位关系，实时调节无功功率的输出，保持电力系统的稳定供电，提高供电质量，确保电力设备正常运行。
总之，无功补偿是电力系统中不可或缺的技术手段，它可以改善电力系统的功率因数、减小电流畸变和提高供电质量。
随着电力负荷的增加和能源的日益紧缺，无功补偿的重要性将越来越突出。
因此，在电力系统的设计和运行中，需要充分考虑到无功补偿的作用，合理选择无功补偿装置，提高电力系统的安全稳定性和经济效益。
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无功补偿的作用和原理
无功补偿是一种用来优化电力系统的电能质量的措施。
它是指在电力系统中，通过调节电容器和电抗器等无功补偿装置的接入、退出，改善电力系统中偏低、偏高、负载变化引起的无功功率不平衡，以提高电力系统的功率因数和电能质量，并减少断电率和损失。
无功补偿的主要作用在于：
1. 提高电力系统的功率因数。
通过无功补偿，可以调整电力系统中有功、无功功率的比例，降低无功功率，提高功率因数，从而提高电能使用效率。
2. 缩短电力系统的传输距离。
电力系统传输距离越长，电能损失越大，无功补偿可以减少无功功率的消耗，从而缩短传输距离，减少电能损失。
3. 优化电力系统的电能质量。
通过增加无功补偿装置，可以降低电压波动和电流谐波，改善电力系统的电能质量，提高电缆的电气性能。
无功补偿的原理是通过调整无功功率的大小和相位，以
达到动态稳定、能量平衡的目的，使系统能够更有效、可靠地运行。
电力系统中，电功率有功和无功两部分组成。
有功功率被用于实际的电能传输与转换，而无功功率则仅用于产生磁场，用来保证电压、电流之间的相位关系。
因此，当电力系统中出现无功功率不平衡时，就会导致电压波动、能量浪费，甚至对电力设备产生损坏和影响电能质量。
无功补偿通过接入电容器和电抗器等装置，来调整系统中的无功功率，使得系统无功功率平衡和稳定，从而达到优化电力系统电能质量、提高电能使用效率的目的。