中高压角接级联SVG（STATCOM）.pdf

在现代电力系统中，无功功率的管理是提高电能质量、保障电网稳定运行的重要方面。中高压角接级联SVG（STATCOM）是目前电力系统中应用较为广泛的一种无功功率补偿设备，特别适用于中高压配电网中，具备负序补偿功能，能够有效处理工业交流电弧炉、电气化铁路等大容量非线性负荷造成的电能损失问题。 SVG（Static Synchronous Compensator）即静止同步补偿器，是用于动态提供无功功率的电力电子设备，它能够快速响应电网负载的变化，用于无功功率和电网谐波的动态补偿。STATCOM是SVG的一种，其中文名为静止同步调相机，它属于柔性交流输电系统（FACTS）的设备之一。 传统的SVC（Static Var Compensator）是另一种无功功率补偿设备，使用晶闸管进行相控技术，但SVG相比SVC具有更快的响应速度和更少的谐波电流产生。SVG通常采用级联多电平结构，器件的开关频率较低，运行损耗小，便于模块化设计。 SVG的电流检测方法是实现快速补偿的关键，它通过分析补偿电路，使用dq/△变换矩阵，将三相电流瞬时值转换到两相旋转坐标系下，从而得到所需的负序有功电分量和负序无功电流分量，进而计算出补偿器所需的相电流指令信号。对于非线性不对称负载，电流表达式包含正序有功电流、正序无功电流、负序电流和谐波电流四项，SVG补偿器需要提供相应的电流分量来实现负载电流的逆向抵消，达到补偿的目的。 SVG的直流电压控制也是其核心功能之一，通过星型接法的相间电压平衡控制和桥间电压平衡控制，再引入单个链节均衡控制，形成了三层电压均衡控制，以实现电压的稳定。调制方式一般使用载波移相技术，这样可以提高SVG的输出电压质量。 通过simulink软件搭建的角接SVG模型仿真结果表明，SVG能够快速对电网无功进行补偿，并实现对不平衡负载的补偿，有效提升电网的功率因数，达到电网三相平衡，提高电力系统的安全性和经济性。 SVG的设计和应用包括硬件电路的设计、控制策略的制定、软件模型的搭建和仿真等多个方面。在具体设计中，需要考虑SVG的动态响应能力、补偿范围、持续工作能力以及与其他电力设备的兼容性等因素。 随着电力电子技术的不断进步，SVG的性能不断提高，应用范围也在不断扩大。它在提高电能质量、维持电网稳定以及促进可再生能源接入电网等方面发挥着越来越重要的作用。