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[摘 要]本文叙述了SVG无功补偿的研究与应用，与传统的电容器补偿方式的优缺点。电容器组作为无功补偿调压装置，是通过提供容性无功，用于补偿电力系统感性负荷的无功功率，以提高功率因数。SVG补偿方式不仅可以解决现场的过补问题，將功率因数提高到0.95以上，并可以同时治理现场电网谐波超标问题。
[关键词]无功补偿；SVG；电网；谐波
中图分类号：S925 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）02-0183-01
1 概述
现有固定式电容器组无功补偿装置为逐步淘汰的方式，代替之的是先进的第三代动态无功补偿方式SVG设备，设备补偿容量根据实时状况可以实现实时动态补偿，不仅可以解决现场的过补问题，将功率因数提高到0.95以上，并可以同时治理现场谐波超标问题。
2 供电系统结构
一般电力系统用户负荷吸收有功功率和无功功率。电源提供有功功率PS和无功功率QS（可能为感性无功，也可能是容性无功），忽略变压器和线路损耗，则有，。没有足够无功补偿的电网存在以下几个问题：
2.1 电网从远端传送无功；
2.2 负荷的无功冲击影响本地电网和上级电网的供电质量；
2.3 负荷的不平衡与谐波也会影响电网的电能质量；
因此，电力系统一般都要求对用电负荷进行必要的无功、不平衡与谐波补偿，以提高电力系统的带载能力，净化电网，改善电网电能质量。
3 SVG用于补偿无功
假设负荷消耗感性无功（一般工业用户都是如此）QL，此时控制SVG使其产生容性无功功率，并取QSVG=QL，这样在负荷波动过程中，就可以保证：QS=QSVG-QL=0。
如果对电网等比较复杂的补偿对象而言，当需要向电网提供感性无功时，可以通过对SVG的控制，使其产生感性无功功率，并取QSVG=QC，这样在负荷波动过程中，仍然可以保证：QS=QSVG-QC=0。
此外，SVG在补偿系统无功功率达同时，几乎不产生谐波。更重要的是，SVG还可以对系统的谐波、不平衡等电能质量问题进行多功能综合补偿，实现有源滤波（APF）的功能。
4 SVG用于有源滤波
谐波源一般为非线性负荷，如整流器、带有整流环节的变频器及大量带有开关器件的设备等，产生谐波电流Ih；供电系统一般为被保护对象，也即要达到最终流入或流出系统的电流是谐波含量极少的正弦波，有时还有功率因数要求；有源滤波装置表现为流控电流源，它的作用是产生和谐波源谐波电流有相同幅值而相位相反的补偿电流-Ih，来达到消除谐波的目的。与无源滤波装置相比，有源滤波器是一种主动型的补偿装置，具有较好的动态性能。
5 SVG的基本原理
所谓SVG（Static Var Generator），就是专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。设电网电压和SVG输出的交流电压分别用相量和表示，则连接电抗X上的电压即为和的相量差，而连接电抗的电流是可以由其电压来控制的。这个电流就是SVG从电网吸收的电流。如果未计及连接电抗器和变流器的损耗，SVG的工作原理可以用图2）所示的单相等效电路图来说明。在这种情况下，只需使与同相，仅改变幅值大小即可以控制SVG从电网吸收的电流是超前还是滞后90°，并且能控制该电流的大小。
从SVG工作原理的描述可以看出，如果要使SVG在补偿无功的基础上还对负载谐波进行抑制，只需要使SVG输出相应的谐波电流即可。因此，从这个意义上说，SVG能够同时实现补偿无功电流和谐波电流的双重目标。
6 SVG的优势
通过上一节对SVG原理的描述可以知道，SVG可以根据负载特点和工况，自动调节其输出的无功功率的大小和性质（容性或者感性）。因此，从本质上讲，SVG可以等效为大小可以连续调节的电容或电抗器。SVG是目前最为先进的无功补偿技术，其基于电压源型变流器的补偿装置实现了无功补偿方式质的飞跃。它不再采用大容量的电容、电感器件，而是通过大功率电力电子器件的高频开关实现无功能量的变换。从技术上讲，SVG较传统的无功补偿装置有如下优势：
6.1 响应时间更快
SVG响应时间：<5ms；传统动补装置响应时间：≥10ms。SVG可在极短的时间之内完成从额定容性无功功率到额定感性无功功率的相互转换，这种无可比拟的响应速度完全可以胜任对冲击性负荷的补偿。
6.2 抑制电压闪变能力更强
传统动补对电压闪变的抑制最大可达2：1，SVG对电压闪变的抑制可以达到5：1，甚至更高。此外，由于SVG响应速度极快，增大装置容量可以继续提高抑制电压闪变的能力。
6.3 运行范围更宽
SVG能够在额定感性到额定容性的范围内工作，所以比其他类型动补的运行范围宽很多。更重要的是，在系统电压变低时，SVG还能够输出与额定工况相近的无功电流。而其他类型动补均靠电容器提供容性无功，其输出的无功电流与电网电压成正比，电网电压越低，其输出的无功电流也越低，所以对电网的补偿能力也相应变弱。这是其他类型动补技术上的本质缺点。
6.4 有源滤波功能
SVG采用了PWM技术，不仅自身产生的谐波含量极低，还能够对负载的谐波和无功进行补偿，实现有源滤波的功能，真正做到多功能化。
作者简介
李东，男，工程师，现就职于临沂矿业集团菏泽煤电有限公司郭屯煤矿机电科副科长。
[关键词]无功补偿；SVG；电网；谐波
中图分类号：S925 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）02-0183-01
1 概述
现有固定式电容器组无功补偿装置为逐步淘汰的方式，代替之的是先进的第三代动态无功补偿方式SVG设备，设备补偿容量根据实时状况可以实现实时动态补偿，不仅可以解决现场的过补问题，将功率因数提高到0.95以上，并可以同时治理现场谐波超标问题。
2 供电系统结构
一般电力系统用户负荷吸收有功功率和无功功率。电源提供有功功率PS和无功功率QS（可能为感性无功，也可能是容性无功），忽略变压器和线路损耗，则有，。没有足够无功补偿的电网存在以下几个问题：
2.1 电网从远端传送无功；
2.2 负荷的无功冲击影响本地电网和上级电网的供电质量；
2.3 负荷的不平衡与谐波也会影响电网的电能质量；
因此，电力系统一般都要求对用电负荷进行必要的无功、不平衡与谐波补偿，以提高电力系统的带载能力，净化电网，改善电网电能质量。
3 SVG用于补偿无功
假设负荷消耗感性无功（一般工业用户都是如此）QL，此时控制SVG使其产生容性无功功率，并取QSVG=QL，这样在负荷波动过程中，就可以保证：QS=QSVG-QL=0。
如果对电网等比较复杂的补偿对象而言，当需要向电网提供感性无功时，可以通过对SVG的控制，使其产生感性无功功率，并取QSVG=QC，这样在负荷波动过程中，仍然可以保证：QS=QSVG-QC=0。
此外，SVG在补偿系统无功功率达同时，几乎不产生谐波。更重要的是，SVG还可以对系统的谐波、不平衡等电能质量问题进行多功能综合补偿，实现有源滤波（APF）的功能。
4 SVG用于有源滤波
谐波源一般为非线性负荷，如整流器、带有整流环节的变频器及大量带有开关器件的设备等，产生谐波电流Ih；供电系统一般为被保护对象，也即要达到最终流入或流出系统的电流是谐波含量极少的正弦波，有时还有功率因数要求；有源滤波装置表现为流控电流源，它的作用是产生和谐波源谐波电流有相同幅值而相位相反的补偿电流-Ih，来达到消除谐波的目的。与无源滤波装置相比，有源滤波器是一种主动型的补偿装置，具有较好的动态性能。
5 SVG的基本原理
所谓SVG（Static Var Generator），就是专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。设电网电压和SVG输出的交流电压分别用相量和表示，则连接电抗X上的电压即为和的相量差，而连接电抗的电流是可以由其电压来控制的。这个电流就是SVG从电网吸收的电流。如果未计及连接电抗器和变流器的损耗，SVG的工作原理可以用图2）所示的单相等效电路图来说明。在这种情况下，只需使与同相，仅改变幅值大小即可以控制SVG从电网吸收的电流是超前还是滞后90°，并且能控制该电流的大小。
从SVG工作原理的描述可以看出，如果要使SVG在补偿无功的基础上还对负载谐波进行抑制，只需要使SVG输出相应的谐波电流即可。因此，从这个意义上说，SVG能够同时实现补偿无功电流和谐波电流的双重目标。
6 SVG的优势
通过上一节对SVG原理的描述可以知道，SVG可以根据负载特点和工况，自动调节其输出的无功功率的大小和性质（容性或者感性）。因此，从本质上讲，SVG可以等效为大小可以连续调节的电容或电抗器。SVG是目前最为先进的无功补偿技术，其基于电压源型变流器的补偿装置实现了无功补偿方式质的飞跃。它不再采用大容量的电容、电感器件，而是通过大功率电力电子器件的高频开关实现无功能量的变换。从技术上讲，SVG较传统的无功补偿装置有如下优势：
6.1 响应时间更快
SVG响应时间：<5ms；传统动补装置响应时间：≥10ms。SVG可在极短的时间之内完成从额定容性无功功率到额定感性无功功率的相互转换，这种无可比拟的响应速度完全可以胜任对冲击性负荷的补偿。
6.2 抑制电压闪变能力更强
传统动补对电压闪变的抑制最大可达2：1，SVG对电压闪变的抑制可以达到5：1，甚至更高。此外，由于SVG响应速度极快，增大装置容量可以继续提高抑制电压闪变的能力。
6.3 运行范围更宽
SVG能够在额定感性到额定容性的范围内工作，所以比其他类型动补的运行范围宽很多。更重要的是，在系统电压变低时，SVG还能够输出与额定工况相近的无功电流。而其他类型动补均靠电容器提供容性无功，其输出的无功电流与电网电压成正比，电网电压越低，其输出的无功电流也越低，所以对电网的补偿能力也相应变弱。这是其他类型动补技术上的本质缺点。
6.4 有源滤波功能
SVG采用了PWM技术，不仅自身产生的谐波含量极低，还能够对负载的谐波和无功进行补偿，实现有源滤波的功能，真正做到多功能化。
作者简介
李东，男，工程师，现就职于临沂矿业集团菏泽煤电有限公司郭屯煤矿机电科副科长。