摘要：SVG无功补偿技术应用于低压配电网不但可以达到无功补偿的效果,还可以有效平衡配电网三相供出电压，从多层次提升低压配电网的供电质量。
关键词：SVG；无功补偿技术；应用
1.无功补偿发展概述
无功补偿的全称是无功功率补偿（ReactiVePowerCompensation），是通过调节功率因数减少电网、设施损耗，在供电系统中起到非常重要的作用，对于改善配电网络运行效率起着不可或缺的作用。
无功补偿技术经历了一个不断改进与完善的交替过程，本文将其发展历程划分为以下三个阶段。
1.1电容调节式补偿阶段
这一阶段主要是通过调节电容分配值实现补偿系数的调节，通常只有以下两种方式：（1）固定补偿。固定补偿不能以线路运行的负载情况改变投入固定电容量，因此有时不但起不到提高功率因数的作用，还变成了电能消耗器件。并且电容器件的选用，造成对线路及设施谐波的放大，对电网安全具有很大的影响。（2）投切补偿。通过对系统无功功率数据取样，利用真空开关分组投切电容器组实现可变化无功补偿。早期MSC适应性差，安全性能也较差，已经逐步被淘汰。后期发展出现FC，虽然具有很强的操作寿命，而且可以精确控制晶闸管的投切时刻，能有效减少投切时的冲击电流和操作困难，但是存在的主要问题是速率和执行效率较低。
1.2调压调容和调节电感式补偿阶段
（1）通过调压调容的方式进行无功补偿。其工作原理是根据Q=2πfCU2改变电容器端电压来调节无功输出，实现离散型分级补偿。这一阶段的补偿技术以VCQV和TSC为代表，实现了分级补偿，但由于采用机械调节方式和调压式电容，使得维修和调节操作具有很大的不方便性，缩短了设备寿命增加了工作量，并且无法实现连续性补偿调节和杂波滤波功能。
1.3调节逆变器输出电压式补偿阶段
现阶段，无功功率补偿技术正在从传统的电容器并联补偿向SVG技术过渡，SVG技术现已成为最为先进的无功功率补偿技术。SVG在电网中采用并联方式，作用等同于一个可变的无功电流源。SVG通过对逆变器交流侧输出电压的相位和幅值进行调节，迅速发出或者吸收所需要的无功功率，以实现快速动态调节无功的目的。与其他的补偿装置相比，SVG具有调节速度更快，运行范围更宽等优点。
2. SVG无功补偿技术的分析
SVG即基于链式串联结构实现动态无功补偿的装置，与电容器补偿不同的是，SVG并不是在通过容性器件产生无功功率，而是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接与电网相连，通过调节桥式电路的交流侧输出电压来满足调节无功的目的。无功功率的传输实际上是电压与电流的关系问题，通过调节电压的幅值和相位，就可以吸收或者发出无功。SVG分为电压型与电流型，以调节的目标划分，比较典型的是电压型SVG，其工作原理是通过整流桥从交流系统中吸取电能对直流侧电容充电，从而保持电压稳定。进而通过控制器控制开关器件，根据电网所需要的无功情况，改变三相逆变器向系统输入感性或者容性无功。
SVG技术的关键是其控制方法，其控制的对象为无功补偿电流和有功电流，分别对应于产生系统所需的无功与补偿系统消耗的有功。控制系统的主要任务是根据实时测量到的接入点电压和补偿前电流，对比所需要达到的功率因数，计算出需要补偿的电流幅值与相位；并根据接入后的电压与实际注入电流，计算出SVG注入电网的无功电流，二者的比较形成闭环控制，从而可以稳定动态地实现无功功率补偿。实际采用的控制方法可以分为直接电流控制与间接电流控制，直接电流控制方式的响应速度和控制精度都较高。直接电流控制方式的本质是对电流的跟踪比较与控制，即根据定值调整输出值并进行试比较，通过脉宽调制达到精确控制。其过程如图1所示。
现代配电网正呈现出六大特点：一、消费者正在变成发供者;二、集中式发电和分布式发电并行;三、电网环网运行，交直流混合电网;四、电动汽车正在快速出现;五、高峰时峰谷差别大;六、储能装置发生变化。多样性发、供、用电体系，决定了配电网络高混杂因素，从而保障安全、稳定的电能质量是我们解决的问题，从而SVG无功补偿技术在配电网的应用具有很重要的地位。
3. SVG无功补偿技术在配电网络应用中的功能
3.1 SVG无功补偿技术对低压配电线路稳定性的支持
SVG无功补偿技术可以灵活控制低压配电网络对用户的电能输送使电力输送具有较高的稳定性和可靠性。对于整个低压配电网络而言系统的安全性得到了极大的提高。
3.2 SVG无功补偿技术对低压配电网络电压调节的功能
SVG无功补偿技术通过维持用户侧电压的水平保证了低压配电网络的供电质量,降低了电压过高和过低对企业电力设备的冲击和损害。对于迎峰度夏和春节保供电等配电网薄弱时期，能够提升居民用电质量和用电可靠性，避免出现所谓的“带不动”现象。
3.3 SVG无功补偿技术降低低压配电线路的输送损耗
SVG无功补偿技术可以提高整个低压配电网络的功率因数配电网均有分支多、负荷分配不均、线况差等线况。有效的无功补偿方式能够大幅度降低低压配电网传送电能过程的线路损耗,不仅提高了输电线路的安全稳定性还有效的解决了负荷高峰期配电台区局部低电压、配电分支线路损耗大等现状，提高了低压配电网络的经济效益。
3.4 SVG无功补偿技术提高低压配电网络电能的质量
三相电压不平衡是配电网、配电设施、用户设备的“潜在杀手”，让运行的设施存在较大的风险性。SVG无功补偿技术可以有效抑制三相不平衡，对低压配电网络经常出现的电压波动、谐波和闪变等问题有较好的抑制和过滤作用，能够有效调节供出线路三相电压的平衡性，提高配电网的供电质量。
4. SVG无功补偿技术在于配电系统中的应用价值
4.1 SVG无功补偿技术适用于低压配电网络的各种负荷
低电压配电系统的重要特点之一是负荷状况复杂，在靠近负荷侧采用SVG无功补偿技术，要求能够适应各种负荷运行状态。对应于负荷状况受时间因素影响较大的状况，如白天工作时间负荷水平较高，而夜间负荷水平较低甚至没有负荷的情况，由于SVG是动态调节补偿状况，在负荷水平较低时，补偿电流也相应较低。对于负荷水平较高时，SVG的补偿电流也相应提高，同时调节电能质量，保证用户的可靠用电。
4.2 SVG无功补偿技术有效解决时效性问题
传统的无功调整是按照负荷水平和长期的功率因数水平进行控制，依靠人工投切进行调节，投切速度慢而且不灵活，无法满足负荷快速变化的需要，从而导致无功补偿装置配电台区使用中形同虚设，无法根本解决低压居民用户用电高峰期低电压问题。SVG是根据实时负荷状况自动调节，调节速度快并直接反映在负荷上，持续提供补偿电流，从而解决了时效性问题。
4.3 SVG无功补偿技术有效解决补偿效果问题
传统无功补偿的元器件采用的是电容器导致在电压水平越低的情况下，补偿的无功越少无功缺额越多。从而出现补偿量降低电压合格率差的情况。SVG的采用，可以在电压水平低、无功缺额大的情况下提高补偿电流，从而使多种情况导致的电压降低时仍能保证电压水平，解决了补偿效果的问题。
5.结语
本文从配电系统的无功补偿出发，对基于SVG的无功补偿方面进行了研究，并提出了SVG在低电压配电系统中的功能和优势。SVG可以适应多种负荷状况，并解决了补偿中的时效性问题和补偿效果问题，是一种非常适用于低电压配电系统的无功补偿方法，其必将得到大量的推广和应用。
参考文献：
[1]静止无功发生器（SVG）无功电流检测及控制策略研究[D].石宗林.辽宁工业大学2014
[2]H桥级联型静止无功发生器SVG的研究[D].邵春伟.哈尔滨理工大学2014
[3]静止无功发生器（SVG）的控制策略研究及实现[D].马海波.中原工学院2013
[4]基于PWM整流器的静止无功发生器的研究与实现[D].许敏.太原理工大学2013
[5]三相四桥臂静止无功发生器SVG的研究[D].刘冰.哈尔滨理工大学2013
作者介绍：
吕峰（1988.07.10），性别：男；籍贯：山东肥城；民族：汉；学历：硕士、研究生；职称：中级工程师，方向:电力系统，单位：国网山东省电力公司邹城市供电公司
论文作者:吕峰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/18
标签：电流论文; 电压论文; 技术论文; 负荷论文; 电网论文; 电能论文; 低压配电论文; 《电力设备》2017年第17期论文;