什么是SVG？

SVG（靜態(tài)無功補償裝置）是一種先進的無功功率補償設(shè)備，其主要工作原理是使用電力電子技術(shù)快速、準(zhǔn)確地提供無功功率，以改善電能質(zhì)量。下面詳細介紹SVG的工作原理、應(yīng)用場景以及其相比傳統(tǒng)無功補償裝置的優(yōu)點。

工作原理

SVG邏輯原理及接線示意圖

SVG通過電力電子轉(zhuǎn)換器（如IGBT）來控制連接在AC側(cè)的電抗器，根據(jù)負(fù)載的實時無功需求，實時調(diào)節(jié)電抗器的無功輸出，以此達到補償系統(tǒng)無功功率的目的。SVG可以根據(jù)電網(wǎng)無功負(fù)載的變化快速響應(yīng)，幾乎是實時地進行無功功率補償。

SVG以三相大功率電壓逆變器為核心,其輸出電壓通過連接電抗器接入系統(tǒng),與系統(tǒng)側(cè)電壓保持同頻、同相，通過調(diào)節(jié)其輸出電壓幅值與系統(tǒng)電壓幅值的關(guān)系來確定輸出功率的性質(zhì)與容量，當(dāng)其幅值大于系統(tǒng)側(cè)電壓幅值時輸出容性無功，小于時輸出感性無功。

公式簡化：

其中，X為連接電抗，Q為無功功率。

發(fā)出容性無功：SVG輸出電壓幅值高于電網(wǎng)電壓時，向電網(wǎng)注入無功（類似電容器）。

吸收感性無功：SVG輸出電壓幅值低于電網(wǎng)電壓時，從電網(wǎng)吸收無功（類似電抗器）。

在簡單的介紹了SVG工作原理后我們知道SVG的一個功能通過調(diào)節(jié)無功，來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功率因數(shù)，那么什么是功率因數(shù)呢?

在交流電路中，電壓與電流之間的相位差(Φ)的余弦叫做功率因數(shù)，用符號cosΦ表示，在數(shù)值上，功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S。

功率因數(shù)低的根本原因是電感性負(fù)載的存在。例如，生產(chǎn)中最常見的交流異步電動機在額定負(fù)載時的功率因數(shù)一般為0.7--0.9,如果在輕載時其功率因數(shù)就更低。其它設(shè)備如工頻爐、電焊變壓器以及日光燈等，負(fù)載的功率因數(shù)也都是較低的。從功率三角形及其相互關(guān)系式中不難看出，在視在功率不變的情況下，功率因數(shù)越低（角越大），有功功率就越小，同時無功功率卻越大。這種使供電設(shè)備的容量不能得到充分利用，例如容量為1000kVA的變壓器，如果cos =1,即能送出1000kW的有功功率；而在cos =0.7時，則只能送出700kW的有功功率。功率因數(shù)低不但降低了供電設(shè)備的有效輸出，而且加大了供電設(shè)備及線路中的損耗，因此，必須采取并聯(lián)電容器等補償無功功率的措施，以提高功率因數(shù)。

功率因數(shù)既然表示了總功率中有功功率所占的比例，顯然在任何情況下功率因數(shù)都不可能大于1。由功率三角形可見，當(dāng)Φ=0°即交流電路中電壓與電流同相位時，有功功率等于視在功率。這時cosΦ的值最大，即cosΦ=1，當(dāng)電路中只有純阻性負(fù)載，或電路中感抗與容抗相等時，才會出現(xiàn)這種情況。

感性電路中電流的相位總是滯后于電壓，此時0°<Φ<90°，此時稱電路中有“滯后”的cosΦ；

而容性電路中電流的相位總是超前于電壓，這時-90°<Φ<0°，稱電路中有“超前”的cosΦ?。

功率因數(shù)的計算方式很多，主要有直接計算法和查表法。常用的計算公式為：

SVG如何提高功率因數(shù)？

功率因數(shù)是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，直接關(guān)系到電能的利用效率和電力系統(tǒng)的運行成本。SVG能夠?qū)崟r檢測電網(wǎng)的電壓和電流狀態(tài)，快速補償無功功率，從而使得電站的功率因數(shù)接近于1，即實現(xiàn)“單位功率因數(shù)”，這樣可以最大化有效功率的傳輸。

與傳統(tǒng)的無功補償裝置（如電容器和電抗器組合）相比，SVG具有以下優(yōu)點：

快速響應(yīng)：SVG能夠在毫秒級響應(yīng)無功功率的變化，而傳統(tǒng)裝置響應(yīng)速度較慢。

連續(xù)調(diào)節(jié)：SVG可以實現(xiàn)無功功率的連續(xù)調(diào)節(jié)，不受臺階變化的限制。

兩向調(diào)節(jié)：SVG不僅可以提供無功功率，還可以吸收電網(wǎng)多余的無功功率。

對諧波的適應(yīng)性：SVG可以抑制系統(tǒng)諧波，改善電能質(zhì)量，而傳統(tǒng)裝置可能需要額外的諧波治理設(shè)施。

無需過載保護：SVG在工作時不會因無功功率過大而需要過載保護，相對來說更加穩(wěn)定可靠。

占地空間小：由于SVG是基于電力電子技術(shù)的，其體積相比傳統(tǒng)設(shè)備更小，安裝更為靈活方便。

維護成本低：SVG由于其半導(dǎo)體器件和控制簡單，相比起需要定期維護的傳統(tǒng)無功補償裝置，維護成本較低。

光伏 SVG 無功補償在光伏電站中的應(yīng)用主要包括:

1.提高光伏電站的發(fā)電量:通過動態(tài)調(diào)節(jié)無功功率，優(yōu)化電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低諧波，提高光伏電站的發(fā)電量.

2.改善電網(wǎng)質(zhì)量:SVG 能夠有效地抑制電網(wǎng)中的諧波，改善電網(wǎng)質(zhì)量，降低線路損耗。

3.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性:SVG 能夠快速響應(yīng)電網(wǎng)的波動，提供所需的無功功率，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。