SSVG系列高压静止无功发生装置

产品概述

静止无功发生器（SVG）又称静止式同步补偿器（STATCOM），是基于大功率逆变器的动态无功补偿装置，以大功率三相电压型逆变器为核心，其输出电压通过连接电抗接入系统，与系统侧电压保持同频、同相，通过调节其输出电压幅值与系统电压幅值的关系来确定输出功率的性质，当其幅值大于系统侧电压幅值时输出容性无功，小于时输出感性无功。该装置是目前最为先进的第三代电压稳定及无功补偿控制器，代表着柔性交流输电技术的最新发展方向。

近年来，动态无功补偿及谐波治理装置越来越广泛地应用于电网及电力用户端，用于提高电网电压稳定性、改善用户电能质量并达到节省电能的目的。SVG用于输电网，可提高电力系统稳定性、增加系统阻尼、抑制系统振荡，从而大幅度提高电压传输能力。随着我国跨区电网建设的迅速发展，电力系统的无功及动态电压稳定问题日益凸显，装设高压大容量SVG是最有效手段。

SVG用于配电网（又称为DSTATCOM），可针对波动负载进行快速有效的动态无功补偿，对电压波动与闪变、负荷不平衡、功率因数及谐波进行补偿，在有效改善电能质量同时，可取得明显的节能降耗效益，例如，当SVG用于电弧炉、电石炉等负载进行补偿时，平均耗电往往可降低4%-15%，经济效益非常显著。

产品可应用于如下行业：

电力行业，指各大电网公司、省电力公司、各地的供电公司

在电网变电站中，一般采用分级投切电容器组的方式来补偿系统无功，稳定电网电压并改善功率因数，此方式只能向系统提供容性无功，并且不能随电网的变化而实现快速精确调节，容易造成向系统倒送无功，抬高母线电压，危害用电设备及系统稳定性

    SVG系统可以快速精确地进行容性及感性无功补偿，在稳定母线电压，提高功率因数的同时，彻底、方便地解决了无功倒送问题，并且，安装新的SVG系统后，还可以利用原有的固定电容器组和晶闸管相控电抗器部分，用最少的投资取得最佳的效果。

电气化铁道及城市轨道交通行业

电力机车采用单相供电，这种单相负荷造成了供电网的严重三相不平衡和较低的功率因数，并产生负序电流，SVG可用于电铁补偿，动态提高牵引网功率因数，减少系统负序电流，抑制无功冲击引起的电压波动和闪变，消除电力机车牵引变流器产生的谐波。

风电场

风力资源的不确定性和风电机组本身的运行特性使风电机组的输出功率是波动的，导致并网功率因数不合格、电压偏差、电压波动和闪变等问题，对于大容量风电场接入系统时还存在稳定性问题，都需要动态无功补偿系统。另外，风力发电场一般短路容量小，风力发电机输出功率的波动或负荷的波动都可能造成接入母线的电压波动频繁，不仅影响了电网的电能质量，对风机的正常发电运行也造成了影响。

SVG是风电场补偿的最佳选择，不仅可以满足风电接入系统的功率因数、电压波动和闪变等要求，还可以减少系统扰动对风机的影响，并可与低成本的电容器组集成，以低成本的解决方案实现无缝连接。SVG优异的动态性能，短期的高过载能力，可为整个风电场提供恒定电压调节，功率因数调节和低电压穿越。

轧机、提升机等大型工业负荷

轧机、提升机等大型工业电气负荷系统由大功率交直流电动机和各种整流器、逆变器、变频器等大功率电力电子设备组成。在工作中所产生的无功冲击会引起电网电压降及电压波动，严重时使电气设备不能正常工作，降低了生产效率，使功率因数低下，同时，负载的传动装置会产生有害的高次谐波，主要是5、7、11、13次为代表的奇次谐波，会使电网产生严重畸变，使工业配电网损耗变大，同时造成谐波尖峰电压，损坏电缆绝缘。

SVG对轧机、提升机等负荷或其配电网进行电能质量治理，可以稳定系统电压，满足生产需要；同时大大提高功率因数，减少无功罚款和降低系统电能损耗，给冶金、矿山、石化、港口运输等大型企业带来巨大的经济效益。

电弧炉

交、直流电弧炉作为非线性及无规律负荷接入电网，将会导致电网严重三相不平衡，产生负序电流，功率因数低下，存在严重的电压波动和闪变，而且会产生高次谐波，其中普遍存在如2、4次偶次谐波与3、5、7次等奇次谐波共存的状况，使电压畸变更趋复杂化。

彻底解决上述问题的唯一方法是安装具有快速响应速度的SVG，系统响应时间小于5ms，可以对电弧炉供电系统进行动态无功、谐波及不平衡负荷电流综合补偿，完全可消除电弧炉造成的三相不平衡，消除有害的各种谐波，抑制电压波动，提高冶炼效率，带来显著的经济效益。

工作原理

SSVG的基本原理是采用大功率全控型电力电子器件（IGBT）构成的链式电压源型换流器，经过连接电抗器并联在电网上，适当地调节换流器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，使该换流器吸收或者发出满足要求的电流，实现动态无功补偿和治理谐波的目的。

SSVG的电路原理图见图1和图2。它主要由链式电压源型换流器、连接电抗器、控制器、人机界面其他辅助设备（如并网开关、冷却装置等）组成。

图2：SVG换流链基本电路

性能特点

主要功能：

n  快速动态无功补偿，改善功率因数；

n  抑制电压波动和闪变；

n  校正三相电压不平衡（补偿负荷不平衡电流）；

n  降低谐波电流和电压。

主要特点：

n  补偿功能多样：SSVG既能补偿无功功率，也能治理谐波电流和负序电流。

n  补偿范围宽：SSVG可以从额定感性工况到额定容性工况连续输出无功，且多台并联使用可构成任意范围的连续补偿。

n  动态响应速度快：SSVG具有5ms以内的快速输出无功特性，因而对快速的冲击负荷具有更好的补偿效果，对电压闪变也有更好的抑制效果；而传统的SVC响应时间一般在40ms—60ms。

n  超强的无功补偿和过载能力：SSVG呈现电流源特性，输出无功电流不受母线电压影响，在系统电压跌落到20%时仍可以输出额定无功电流甚至是短时的几倍额定电流（可根据用户需求定制），使其具备较强的无功支撑能力和过载能力；而传统SVC是阻抗型特性，输出无功电流随母线电压降低而线性降低。

n  优异的谐波输出特性：SSVG既可输出近似正弦波的无功电流（不含谐波，用于无功补偿），也可完全输出特定次数的谐波电流（用于负荷谐波治理），即SVG输出电流是完全有源可控的，完全满足用的需要；而SVC产生大量不可控的谐波电流，需附带大量不可控的无源滤波支路来消除自身产生的谐波电流。

n  占地面积小：SSVG以全控型功率器件构成的换流器为核心，无SVC中体积庞大的滤波支路，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。

n  高效率：SSVG采用新型低损耗全控型功率器件，直接输出电压范围3kV—35kV，省去了连接变压器，装置效率可达98%以上；其运行损耗一般只有SVC的30%—50%，等效运行耗电量大大低于SVC。

n  高可靠性：SSVG采用N+1或N+2冗余设计和模块化设计，一个（或两个）链节单元损坏后仍可继续满载运行。

n  完善的保护功能：SSVG具有过流、过热、过压等保护；同时，它与所接入的电力系统及其保护设备充分配合，能可靠避免出现误动或拒动。

n  友好的人机界面和事件监视与记录功能：控制系统具备的相关功能确保用户可方便地获知系统运行状况和查询运行历史记录。

产品型号

技术指标

额定工作电压：3kV—35 kV；

功率因数：补偿后系统功率因数≥0.95；

响应时间：最快可达5ms；

电流过载能力：1.1倍过载能连续运行；

                  1.2～1.4倍过载运行时间60秒/小时；

                  1.5倍以上过动运行时间不超过2秒；

工作电压：≤1.2倍额定电压；

电压允许不平衡度：不超过6%；

保护功能：过流、短路、接地、过压、欠压、输入缺相、超温、控制电源故障、通讯故障等。

使用环境

环境温度：-10℃～+40℃

相对湿度：不超过85%，不凝露

海拔高度：不超过1000m（＞1000m时降容运行或特殊定制）

安装地点：垂直倾斜度不超过50，无火灾、爆炸危险、导电尘埃、腐蚀性气体及剧烈振动。

执行标准

      《电能质量  电压波动和闪变》                    GB/T12326-2008

      《电能质量  公用电网谐波》                      GB/T14549-93

      《高压静止无功补偿装置 第1部分  系统设计》      DL/T1010.1-2006

      《电抗器》                                      GB/T10229

技术规格

注：1、上述宽度为连接电抗柜、换流柜和控制柜的宽度（不包括并网断路器）。

2、以上数据仅供参考，产品由于设计改进，以具体提供技术方案时的尺寸为准。

3、电压等级、容量、使用条件等有特殊需求的，请联系本公司。

订货须知

系统图及参数：设备额定电压、额定电流、运行电压等；

负载设备正常运行时总有功功率及平均功率因数、目标功率因数或正常运行时所需无功补偿容量；

进线方式、使用环境条件、订货数量、发货时间、交货方式、运输方式等；

用户可按我公司提供型号、容量、规格、数量订货，也可提供参数及要求由我公司设计确定规格型号；

安装场地：户内或户外，尺寸；

其它特殊要求。