SVG动态无功补偿解析

2017-09-01 11:02:39 电力工程技术

摘要：SVG是目前无功功率控制领域内的最佳方案。相对于传统的调相机、电容器电抗器、以晶闸管控制电抗器TCR为主要代表的传统SVC等方式，SVG有着无可比拟的优势。

一、SVG无功补偿简述

SVG是典型的电力电子设备，由三个基本功能模块构成：检测模块、控制运算模块及补偿输出模块。其工作原理为由外部CT检测系统的电流信息，然后经由控制芯片分析出当前的电流信息、如PF、S、Q等;然后由控制器给出补偿的驱动信号，最后由电力电子逆变电路组成的逆变回路发出补偿电流。

SVG静止无功发生器采用可关断电力电子器件(IGBT)组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在电网上，适当地调节桥式电路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。迅速吸收或者发出所需的无功功率，实现快速动态调节无功的目的。作为有源形补偿装置，不仅可以跟踪冲击型负载的冲击电流，而且可以对谐波电流也进行跟踪补偿。

二、SVG原理分析

SVG 装置的主电路采用链式逆变器拓扑结构，Y 形连接，10kV 装置每相由 12 个功率单元串联组成,运行方式为 N+1 模式。

2.1SVG 装置的连接原理图：

2.2 10kV 装置的电气原理图

三、SVG的组成

3.1控制柜

控制柜由控制器、显示操作面板、控制电源、继电器、空气开关等部分组成。

控制电源提供了 DC24V 和 DC5V 电源系统，为控制器和继电器操作供电。

显示面板包括了液晶屏显示和信号指示灯。具体。

操作部分包括启机按钮、停机按钮和复位按钮。

3.2空气开关功能

3.3控制器

控制器由一台 PLC 模块、一个触摸屏、一台 QCON，主控制器及远程监控计算机组成，QCON 主控制器安装在一个标准6U 机箱内。

3.4功率柜

功率柜的主要组件是功率单元(又称为链节)。

电子旁路回路采用进口 IGBT 器件，动作迅速且可靠，保证了功率模块发生故障情况下，控制器可以在 1ms 时间内将故障模块可靠旁路。

功率模块的控制器，除了采样回路、保护回路和输出驱动回路外，几乎所有的逻辑和通讯处理均采用大规模 FPGA 芯片完成，智能化的设计使得硬件设计简单，软件设计灵活，便于以后的功能修改和升级，而且可靠性高，受功率器件的干扰小。

模块的外部接口只有 2 个电压输出端子和 4 个光纤端子。

3.5启动柜

启动柜由启动开关、充电电阻等几个部分组成。SVG 装置的启动方式设计为自励启动。在主开关合闸后，系统电压通过充电电阻对功率单元的直流电容进行充电，当充电电压达到额定值的 80%后，控制系统闭合启动开关，将充电电阻旁路。

3.6连接电抗器

装置的输出通过连接电抗器并联到系统侧

3.7冷却系统

冷却系统分为风冷和水冷两种方式。风冷系统由散热风机和控制电路组成。

3.8控制面板

SVG装置的运行状态

SVG 装置带电时，运行在五种工作状态：待机、充电、运行、跳闸、放电。各状态说明和转换关系如下:

1) 待机状态

装置上电后立即进入待机状态，然后进行自检。若无任何故障且状态正常，则点亮就绪灯。若在就绪情况下收到用户启机命令，则闭合主断路器。主断路器闭合后即转入充电状态。

2) 充电状态

表示装置的直流电容正在充电，由于装置为自励启动，主断路器闭合即表示装置已经进入了充电状态。若在主断路器闭合后直流电压充电到超过直流设定值，则自动闭合启动开关以短路充电电阻，启动开关闭合后延时 10s 自动转入并网运行状态。

3) 运行状态

表示装置处于并网运行的工作状态，可以在各种控制方式下输出电流，达到补偿无功、负序或谐波的效果。若在此过程中出现报警，报警指示灯亮，不影响装置正常运行;若在此过程中出现过流、同步丢失等可恢复故障，装置将闭锁，待手动或自动复位消除故障后，装置将重新解锁运行;若在此过程中出现严重故障或收到停机命令，装置将发跳闸命令，并转到跳闸状态。