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SVC虽然能对系统无功进行有效的补偿,但是由于换流元件关断不可控,因而容易产生较大的谐波电流,而且其对电网电压波动的调节能力不够理想。随着大功率全控型电力电子器件GTO、IGBT及IGCT的出现,特别是相控技术、脉宽调制技术(PWM)、四象限变流技术的提出使得电力电子逆变技术得到快速发展,以此为基础的无功补偿技术也得以迅速发展。静止同步补偿器,作为FACTS家族最重要的成员,在美国、德国、日本、中国相继得到成功应用。(SVG)直流侧采用直流电容为储能元件,通过逆变器中电力半导体开关的通断将直流侧电压转换成交流侧与电网同频率的输出电压。当只考虑基波频率时,可以看成一个与电网同频率的交流电压源通过电抗器联到电网上。直流侧电容仅起电压支撑作用,所以相对于SVC中的电容容量要小得多。此外,和SVC相比还拥有调节速度更快、调节范围更广、欠压条件下的无功调节能力更强的优点,同时谐波含量和占地面积都大大减小。3使得一个控制周期内开关矢量输出的平均效果与参考电压矢量相等。它具有开关模式灵活、易于数字实现和较低开关频率下也可以实现较好输出波形的优点。数字信号处理器(DSP)根据主控制器的调制比M和相角差δ生成参考电压矢量,按照参考电压分解的调制方法计算各开关状态和作用时间,并通过数据总线发送给FPGA,从而决定各桥臂开关的脉冲,脉冲经分配处理后驱动IGBT。如果采用基于载波移相的SVM,N个逆变桥载波相互错开2π/N角度,总的输出电压可以有效地消除低次谐波。,在只检测无功电流时,可以完全无延时地得出检测结果。检测谐波电流时,因被检测对象电流中谐波的构成和采用的滤波器的不同,会有不同的延时,但延时最多不超过一个电源周期。对于电网中最典型的谐波源—三相桥整流器,其检测延时约为1/6周期。可见该方法具有很好的实时性。以瞬时电流控制器为基础,采用链式SVGM补偿不平衡负载时,需要获得逆变器三相电压以及参考电流。对于三角接线的链式SVG三相电压为接入点系统线电压,而参考电流则需进行计算。从电纳补偿原理出发,可知对不平衡负荷补偿时,三角接线环内存在零序电流分量。考虑链式SVG三相电容电压的控制,对逆变器参考电流进行了计算,结合瞬时电流控制器,可得到三角形连接的链式4SVG对不平衡负荷补偿的分相瞬时电流控制,该控制方法可以适应系统电压不平衡工况。,SVG检测出补偿对象负载电流的谐波分量,将其反极性后作为补偿电流的指令信号,由补偿电流发生电路产生的补偿电流与负载电流中的谐波分量大小相等、方向相反,因而两者互相抵消,使得电源电流只含基波,不含谐波。,将多个两电平H桥电路串联起来,达到电压叠加的目的。与传统的多重化变流器技术方案相比,链式结构的SVG省略了多重化连接变压器,不但减小了占地面积,降低了装置成本,而且避免了多重化逆变变压器激磁回路中剩磁和饱和非线性导致的装置过电压和过电流。在接入系统受到扰动时,链式电路可以分相进行控制以便更好地提供电压支撑作用。不仅如此,采用链式结构的SVG还可以降低功率器件的开关频率,大大降低开关损耗。选用链式结构,每相作为一个独立的链,由N个结构完全相同的链节单元串联而成,具有以下特性:(1)增加链节数即可以提高装置容量;(2)链式SVG可以独立分相控制,有利于解决系统的相间平衡问题,在系统受到扰动时,更好的提供电压支撑;(3)降低可关断器件的开通频率,降低器件损耗;(4)各链节结构一致,实现模块化设计,便于扩展装置容量;(5)每相设有冗余链节,在模块故障时可以自动旁路模块,装置能继续运行,提高装置的可靠性;(6)采用电抗器接入电网,避免多重化变压器的缺点;(7)避免了因开关器件直接串并联使用产生的问题和限制;(8)在交流系统平衡和不平衡的状态下,链式的谐波特性优于其它结构。采用SPWM(正弦脉宽调制)或SHEPWM(特定消谐),通过高的开关频率或优化的IGBT开关角极大降低了谐波含量,有效利用直流侧电压、减小对电网的污染和装置自身损耗,并能做到短时有功及谐波补偿,谐波完全符合国标。)模块控制采用大规模FPGA芯片载波移相多电平空间矢量PWM控制策略,电路简单,抗干扰能力强,可靠性高;采用自励起动技术,使得装置投入时冲击电流小;模块面板共4个电气端子,4个光纤端子,接线简单,还设有若干状态及故障指示灯,方便维护及检修。由IGBT组成的H桥电路输出的交流逆变电压相位和幅值可灵活控制,从而实现动态提供容性或者感性无功的功能。,而不是IGBT的直接串联,所以并不需要模块的一致性,而且每个模块的脉冲是错一定的角度,即IGBT并非同时导通,所以产生过电压的机会并不多。采用脉冲循环控制机制,直流侧电压波动在5%范围之内。链节模块运行有两种状态:启动过程及无功补偿过程。(1)启动过程为静态均压,由模块所并联的电阻完成,合理配置电阻保证模块不过压,从而保护了IGBT。(2)无功补偿过程为动态均压,通过IGBT的驱动脉冲的控制,维持直流电容的电压,保证IGBT不承受过电压。检测直流电压超过允许值立即封锁脉冲。:1:开环调试控制;2:为无功补偿控制;3:为电压稳定控制;4:负荷补偿控制。1)开环调试该方式用于装置未正式投运前,通过改变装置输出的调制比和/或与系统电压的相位偏移角度,观察无功的变化,测试装置的开环无功输出性能。62)恒无功该方式用于令装置输出恒定大小的无功,通过这种方式可以测量装置跟踪无功的准确性和阶跃响应速度。3)恒电压该方式用于将系统的电压稳定在一定水平的场合,装置以系统的电压稳定在用户设定电压值为目标调节装置的无功输出。当系统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系统电压;当系统电压高于该值时,装置输出感性无功以降低系统电压。本方式中还提供了母线电压下限和变化率上限的控制参数,当系统电压值或变化率超限时,装置满容量输出容性无功以迅速支撑系统电压。4)负荷补偿运行于该方式时,装置通过检测负荷侧的电流自动调节电流输出,以提高负荷电流的电能质量。有三个配置项可任意选择:补基波无功、补负序和补谐波,补谐波可选择3~21次相应谐波次数的补偿功能。4、,技术领先。、电压源变流器等组成,通过控制逆变移相角δ和调制比M,能连续改变逆变输出电压,补偿范围宽,既能实现感性补偿又能实现容性补偿。,具有安装周期短、运输方便、调试周期短。,采用DSP+FPGA+CPLD的硬件模式,能够并行处理大量数据、实时数字运算,运算结果精度高,响应速度快。,该种散热方式效率高、体积紧凑,可以充分利用IGBT等元器件的容量。,彻底解决高低压隔离问题,避免电磁信号的干扰,SVG工作更加稳定可靠。,将数字保护、逻辑硬件保护和继电保护融为一体,为装置的安全运行提供了有力的保障。,由多个处理单元组成,通过分层式的结构组成方式实现对多个监控量的采集与监控。控制系统具有多重监控及保护功能,完成在系统各种异常情况下的可靠保护。,便于控制和查询故障类型和故障位置。,通讯管理单元主要完成规约转换的功能,这样可以实现远方监视和控制,实现无人值守。5、,且补偿无功功率可做到连续平滑双向调节。,不仅减少无功损耗,避免谐波在变压器内造成更大损耗,还可以提高电气设备利用率,提高单位时间内注入设备的有功功率,工作效率大大提高,节能降耗的效果显著(3%~15%)。,对系统参数很敏感,当参数配置不合理、或者一段时间后,系统参数发生变化,很容易引起系统谐振或谐波电流放大,这也是一些传统补偿设备经常运行不正常的重要原因之一。谐振或谐波电流放大不仅危害补偿系统自身的设备安全,对系统其他设备的安全也是隐患。SVG是电流可控型,对系统参数不敏感,不会与电网阻抗发生谐振,发生谐波放大的情况;即使补偿对象电流过大,SVG也不会发生过载,并能正常发挥补偿作用,动态连续平滑的发(吸)无功,补偿电流完全可控,不存在过功率因数过补偿现象,不会出现无功反送的情况,可以避免供电公司的利率电费罚款。能够跟踪电网频率的变化,故补偿性能不受电网频率变化的影响。~40ms左右,而SVG的相应时间不大于10ms,对于快速暂态过程,有着重要的响应速度优势。对于闪变补偿而言,在无功容量足够的情况下,补偿装置输出无功的响应时间是闪变补偿效果的主要决定因素。在相同的补偿容量下,响应时间越小的补偿装置对电压闪变的补偿效果越好;在同等闪变抑制要求下,响应时间越小的补偿装置所需要的补偿容量也越小。(不含谐波,用于电网补偿),也可以输出设定次数的谐波电流(用于负荷谐波滤波),即SVG输出电流是完全有源可控的,完全满足用户的需要;而SVC产生大量不可控的谐波电流,又附带大量不可控的无源滤波支路来实现自身产生的谐波电流的滤波。所以SVC的滤波压力比较大,它要滤除本身的谐波,还要滤系统的谐波电流,它产生的谐波与系统的谐波相当,而且有3次谐波,对系统不利。,直接输出电压范围1kV-35Kv,省去了连接变压器,装置效率可达99%以上;而由于损耗曲线特性优于SVC(SVC空载时损耗达到最大),SVG的等效运行损耗一般只有SVC的1/3-1/2,等效运行耗电量大大低于SVC。SVG比SVC节能的原因串联电抗器容量不同:SVC串联100%电抗,而SVG只串联6%的电抗,%的损耗,占主导地位。FC部分,SVC的电容容量是SVG电容容量的一倍,所以,电容损耗比SVC的损耗小,电容损耗较小。SVC的可控硅的损耗与SVG的IGBT的损耗相当,可控硅的损耗比IGBT损耗小,但SVC部分的可控硅部分的容量是IGBT容量的一倍。而且在SVC的0无功时损耗最大,100%无功时损耗最小,SVG在50%无功时损耗最小,在100%无功时损耗最大,一般动态无功绝大部分时间工作在50%无功状态。,使用直流电容器储能,无SVC中体积庞大的滤波支路和电抗器,安装尺寸一般只有SVC的1/5-1/3,特别适合于对占地面积要求较高的场合。XDVAR系列SVG可做成移动式装置。+1或N+2冗余主电路拓扑结构,一个(或两个)链节单元损坏后仍可继续满负荷运行;在系统短路故障条件下,SVG可连续稳定运行,而SVC因可控硅触发问题可能发生闭锁推出运行;SVC使用了大量电容器电抗器,当外部系统容量与补偿装置的容量可比时,SVC会产生不稳定性而发生振荡,而SVG对外部系统运行条件和结构变化不敏感。SVG还避免了功率器件的直接串联。,表现为恒流源特性,在系统电压跌落到20%时仍可以输出额定无功电流,具有更宽的运行范围;而SVC输出电流与系统电压成正比下降,使得达到同等补偿效果SVG容量可以比SVC容量小20%-30%。通过对固定电容器组的综合控制,可以更好的满足系统和负荷的补偿范围要求。,改善系统电压稳定性提高系统暂态稳定水平,减少低压释放负荷数量,并防止发生暂态电压崩溃动态地维持输电线路端电压,提高输电线路稳态传输功率极限阻尼电力系统功率振荡,在负荷侧,能抑制电压闪变、补偿负荷不平衡、提高负荷功率因数、滤除谐波。,安装、调试工作量小,基本免维护。具有可靠的防过补技术措施,避免投切震荡和无功倒送问题。无功动态补偿装置具有可靠的防谐波干扰技术措施,确保自身不产生谐波,在跟踪负荷变化调节无功功率时,不会发生放大谐波问题。10