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一，概述：

SVG 靜止無功發(fā)生器 是指采用全控型電力電子器件組成的橋式變流器來進行動態(tài)無功補償?shù)难b置。 SVG 的思想早在 20 世紀(jì) 70 年代就有人提出 ,1980 年日本研制出了 20MVA 的采用強迫換相晶閘管橋式電路的 SVG，1991 年和 1994 年日本和美國分別研制成功了80MVA 和 10OMVA 的采用 GTO 晶閘管的SVG 。目前國際上有關(guān) SVG 的研究和將其應(yīng)用于電網(wǎng)或工業(yè)實際的興趣正是方興未艾 , 國內(nèi)有關(guān)的研究也已見諸報道。

與傳統(tǒng)的以 TCR 為代表的 SVC 相比 ,SVG 的調(diào)節(jié)速度更快 , 運行范圍寬 , 而且在采取多重化或 PWM 技術(shù)等措施后可大大減少補償電流中諧波的含量。更重要的是 ,SVG 使用的電抗器和電容元件遠比 SVC 中使用的電抗器和電容要小 , 這將大大縮小裝置的體積和成本。由于 SVG 具有如此優(yōu)越的性能 , 是今后動態(tài)無功補償裝置的重要發(fā)展方向。

二，SVG 的基本原理及特點

SVG 的基本原理是將橋式變流電路通過電抗器并聯(lián) ( 或直接并聯(lián) ) 在電網(wǎng)上 , 適當(dāng)調(diào)節(jié)橋式變流電路交流側(cè)輸出電壓的相位和幅值或者直接控制其交流側(cè)電流 , 使該電路吸收或者發(fā)出滿足要求的無功電流 , 從而實現(xiàn)動態(tài)無功補償?shù)哪康摹?/p>

在單相電路中 , 與基波無功功率有關(guān)的能量是在電源和負載之間來回往返的。但是在平衡的三相電路中 , 不論負載的功率因數(shù)如何 , 三相瞬時功率之和是一定的 , 在任何時刻都等于三相總的有功功率。因此總體上看，在三相電路的電源和負載之間沒有無功能量的來回往返 ,無功能量是在三相之間來回往返的。所以 , 如果能用某種方法將三相各部分總體上統(tǒng)一起來處理 , 則因為總體來看三相電路電源和負載間沒有無功能量的傳遞 , 在總的負載側(cè)就無需設(shè)置無功儲能元件。三相橋式變流電路實際上就具有這種將三相各部分總體上統(tǒng)一起來處理的特點。因此 , 理論上講 ,SVG 的三相橋式變流電路的直流側(cè)可以不設(shè)儲能元件。但實際上 , 考慮到交流電路吸收的電流并不僅含基波 , 其諧波的存在多少會造成總體來看有少許無功能量在電源和 SVG 之間往返。所以 , 為維持橋式交流電路的正常工作 , 其直流側(cè)仍需要一定大小的電感或電容作為儲能元件 , 但所需儲能元件的容量遠比 SVG 所能提供的無功容量要小 。而對傳統(tǒng)的 SVC, 其所需儲能元件的容量至少要等于其所提供無功功率的容量。因此 , SVG 中儲能元件的體積和成本比同容量的 SVC 中的大大減小。

根據(jù)直流側(cè)儲能元件的不同 ,SVG 分為采用電壓型橋式電路和電流型橋式電路兩種類型 , 其電路基本結(jié)構(gòu)如圖 1a 和1b 所示 , 分別采用電容和電感兩種不同的儲能元件。對電壓型橋式電路 , 還需再串聯(lián)上連接電抗器才能并入電網(wǎng) ； 對電流型橋式電路 , 還需在交流側(cè)并聯(lián)上吸收換相過電壓的電容器。實際上 , 由于運行效率的原因 , 迄今投入實用的 SVG 大都采用電壓型橋式電路 , 因此目前 SVG 往往專指采用自換相的電壓型橋式電路作動態(tài)無功補償?shù)难b置，飛明佳公司研發(fā)的SVG也是采用的該種方式。在以下的內(nèi)容中，只介紹采用自換相電壓型橋式電路的 SVG 。

由于 SVG 正常工作時就是通過電力電子開關(guān)的通斷將直流側(cè)電壓轉(zhuǎn)換成交流側(cè)與電網(wǎng)同頻率的輸出電壓，就像一個電壓型逆變器 , 只不過其交流側(cè)輸出接的不是無源負載，而是電網(wǎng)。因此，當(dāng)僅考慮基波時 SVG 可以等效地被視為幅值和相位均可控的與電網(wǎng)同頻率的交流電壓源。它通過交流電抗器連接到電網(wǎng)上。這樣 ,SVG 的工作原理可用圖 2a 所示的等效電路來說明。設(shè)電網(wǎng)電壓和 SVG 輸出交流電壓分別用相量 ?s 和?1 表示 , 則連接電抗 X 上的電壓 ?L 即為 ?s 和?1 的相量差, 而連接電抗的電流是可以由其電壓來控制的。這個電流就是 SVG 從電網(wǎng)吸收的電流 ? 。因此 , 改變 SVG 交流側(cè)輸出電壓 ?1 的幅值及其相對于 ?s 的相位 , 就可以改變連接電抗上的電壓 , 從而控制 SVG 從電網(wǎng)吸收電流的相位和幅值 , 也就控制了 SVG 吸收無功功率的性質(zhì)和大小。