（一）產(chǎn)品概述

    無(wú)功功率問(wèn)題在電能的發(fā)、送、配、用四個(gè)環(huán)節中普遍存在，并對電力系統穩定運行有重要影響。目前，配電網(wǎng)廣泛應用的無(wú)功補償裝置仍然以機械開(kāi)關(guān)投切電容器和靜止無(wú)功補償器（SVC）為主，SVC雖然具有動(dòng)態(tài)調節輸出容量的能力，但是其本質(zhì)上仍然是無(wú)源型的設備，補償特性難以滿(mǎn)足配電網(wǎng)無(wú)功補償的技術(shù)需要，且設備占地面積很大，運行損耗也比較高。
    靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）作為最新一代的無(wú)功補償產(chǎn)品，在補償效果、功率密度和運行效率等技術(shù)指標上具有傳統無(wú)功補償設備無(wú)法比擬的優(yōu)勢，是目前解決配電網(wǎng)尤其是快速變化的電網(wǎng)無(wú)功補償問(wèn)題最佳的技術(shù)手段。
    智光電氣多年來(lái)專(zhuān)注于大功率電力電子產(chǎn)品和自動(dòng)化產(chǎn)品的研發(fā)和應用，具備深厚的技術(shù)積淀和經(jīng)驗積累，通過(guò)與清華大學(xué)、浙江大學(xué)的合作，成功研制出了高性?xún)r(jià)比的新一代高壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補償裝置ZG-dSVG。這種新型裝置可用于變電站、新能源發(fā)電、電氣化鐵路、冶金、礦山等領(lǐng)域，為電網(wǎng)或用電負荷提供快速的動(dòng)態(tài)無(wú)功補償和諧波抑制，可有效提高電網(wǎng)電壓暫態(tài)穩定性、抑制母線(xiàn)電壓閃變、補償不平衡負荷、濾除負荷諧波及提高負荷功率因數。

                                                                  
 
（二） ZG-dSVG原理構成
    ZG-dSVG高壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補償裝置選用全控型器件IGBT作為核心元件，以瞬時(shí)無(wú)功理論為基礎，集電力電子技術(shù)、微機控制技術(shù)、光電觸發(fā)技術(shù)于一體，是目前最先進(jìn)的高壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補償裝置。
 
    自換相橋式電路通過(guò)電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上，調節自換相橋式電路輸出電壓的幅值，就能控制裝置注入電網(wǎng)的電流，從而控制該電路吸收或發(fā)出無(wú)功功率，實(shí)現動(dòng)態(tài)無(wú)功補償。
    ZG-dSVG高壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補償裝置的主回路采用功率單元級聯(lián)結構，也被稱(chēng)為直掛型鏈式SVG。ZG-dSVG按照系統構成分為：進(jìn)線(xiàn)柜、啟動(dòng)柜、功率柜及全數字化控制系統。

                             ZG-dSVG 裝置原理圖

1、主回路
    ZG-dSVG主回路包括進(jìn)線(xiàn)柜、啟動(dòng)柜和功率柜。進(jìn)線(xiàn)柜內裝有隔離開(kāi)關(guān)K1、真空接觸器（斷路器）J1、J2，啟動(dòng)柜內裝有預充電限流電阻R和連接電抗器L，功率柜內裝有換流鏈（Link），換流鏈（Link）通過(guò)完全相同的功率單元體（Cell）級聯(lián)而成，功率單元體（Cell）內又包含直流支撐電容Cd和IGBT構成的換流電路。
1）預充電限流電阻R
   預充電限流電阻R能有效限制裝置啟動(dòng)前的預充電電流，保護IGBT和直流支撐電容不會(huì )損壞。該電阻具有極大的熱容量，可在短時(shí)間內反復承受沖擊電流。
2）連接電抗器L
換流鏈（Link）通過(guò)連接電抗器L接入電網(wǎng)，該電抗器將換流鏈（Link）的輸出電壓轉化為電流注入電網(wǎng)，同時(shí)平滑換流鏈（Link）產(chǎn)生的紋波。該電抗器采用優(yōu)質(zhì)材料和低磁密設計，具有高線(xiàn)性度、低損耗和抗諧波的特點(diǎn)。      
3）換流鏈（Link）
功率單元體（Cell）串聯(lián)而成的換流鏈（Link）是ZG-dSVG的核心部件，單臺功率單元體（Cell）將直流電壓轉化為交流電壓，功率單元體級聯(lián)后疊加形成輸出的高電壓。
根據裝置接入點(diǎn)電網(wǎng)的電壓等級，ZG-dSVG每相換流鏈（Link）級聯(lián)的功率單元體（Cell）數量不同，如10kV系統每相換流鏈（Link）通常由10~12個(gè)功率單元體（Cell）級聯(lián)而成。              
 
2、控制系統
    ZG-dSVG控制系統包括主控制器、功率單元驅動(dòng)板、輔助控制電路、人機界面及后臺監控系統�？刂葡到y中采用的核心元器件，如數字處理器DSP、現場(chǎng)可編程邏輯門(mén)陣列FPGA、光纖頭、IGBT驅動(dòng)模塊等均為國外原裝進(jìn)口，可靠性已在長(cháng)期應用中得到了的檢驗。
1）主控制器
主控制器由各個(gè)功能板卡組成，完成交流信號采集、開(kāi)關(guān)量控制、PWM脈沖分配、狀態(tài)檢測和系統保護等工作。
2）功率單元驅動(dòng)板
功率單元驅動(dòng)板安裝在功率單元內，通過(guò)光纖與主控制器相連，將控制信號轉化為IGBT的驅動(dòng)信號，同時(shí)反饋功率單元的狀態(tài)。
3）人機界面
ZG-dSVG采用液晶觸摸屏，具有完備的數據顯示、信息存儲和歷史查詢(xún)功能。友好的界面設計保證運行人員可以安全、便捷的操作設備。
 

（三）ZG-dSVG技術(shù)特點(diǎn)及試驗條件
■ 功能全面 
   1、控制目標多樣
   ZG-dSVG具備多種工作模式：恒定無(wú)功電流、恒定無(wú)功功率、恒定母線(xiàn)電壓、恒定功率因數，每一種模式均可以按照用戶(hù)要求進(jìn)行設置和整定。
   2、綜合治理能力強
   ZG-dSVG不僅能補償基波無(wú)功，同時(shí)兼有低次諧波抑制和不平衡補償功能。
■ 技術(shù)領(lǐng)先
   1、自動(dòng)重啟功能（專(zhuān)利技術(shù)）
   ZG-dSVG能夠實(shí)時(shí)監測電網(wǎng)狀態(tài)，避免電網(wǎng)短時(shí)故障或外部干擾停機后導致裝置永久停機，大大加快裝置的恢復速度，提高裝置運行的長(cháng)期穩定性。
   2、多臺并列運行技術(shù)（專(zhuān)利技術(shù)）
   針對超大容量應用和分段母線(xiàn)補償而開(kāi)發(fā)的專(zhuān)利技術(shù)，能有效提高系統運行的可靠性，完美解決母線(xiàn)運行方式變化時(shí)并列運行的協(xié)調問(wèn)題。
■ 性能優(yōu)異
   1、動(dòng)態(tài)響應速度快
   ZG-dSVG具有4ms以?xún)鹊膭?dòng)態(tài)響應速度，因而對快速的沖擊負荷具有更好的補償效果，對閃變也有更好的抑制效果。
   2、諧波特性?xún)?yōu)異
   ZG-dSVG是有源型設備，輸出電流是完全可控的，在補償無(wú)功時(shí)輸出電流畸變率在2%以?xún)取?BR>   3、運行效率高
   ZG-dSVG采用低損耗全控型功率器件，優(yōu)化的CPS-SPWM控制算法，在保證性能的同時(shí)將裝置的損耗控制在最小，裝置效率可達99％。
■ 使用方便
   ZG-dSVG具備戶(hù)內柜式、戶(hù)外箱式兩種安裝方式，具有結構緊湊，接線(xiàn)簡(jiǎn)單，便于維護等優(yōu)點(diǎn)，尤其滿(mǎn)足城市配電網(wǎng)靈活多變的安裝需求。

ZG-dSVG完備的出廠(chǎng)實(shí)驗條件
    嚴格的出廠(chǎng)測試是高壓無(wú)功補償裝置可靠性與穩定性的重要保障，智光電氣具備完善的高壓無(wú)功補償裝置試驗條件。
- 大功率電能質(zhì)量控制研究實(shí)驗室——嚴格按照國際化標準建造，實(shí)現50MVAR容性與感性無(wú)功滿(mǎn)載動(dòng)態(tài)試驗；
- 電氣控制與電力節能工程研究開(kāi)發(fā)中心——由廣州市科技局授牌成立，珠三角地區在該領(lǐng)域的研究、開(kāi)發(fā)、實(shí)驗基地；
- 電氣控制裝置性能檢測實(shí)驗室——保證產(chǎn)品的研發(fā)功能、性能與制造工藝；
- 電磁兼容實(shí)驗室——更大限度的保證電子產(chǎn)品及器件的穩定性能及品質(zhì)；
- 特種電抗器研究實(shí)驗室—--設施先進(jìn)，實(shí)現電抗器全面的性能檢驗。
 
 

（四）ZG-dSVG應用領(lǐng)域
    ZG-dSVG系列高壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補償裝置具有響應速度快、運行范圍寬、占地面積小、補償功能多樣和滿(mǎn)足各種電壓等級與容量要求等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應用于電力配電系統和大型工業(yè)配電系統的動(dòng)態(tài)電壓控制和電能質(zhì)量改進(jìn)。

◆ 電力配電網(wǎng)（35 kV /10kV)
現場(chǎng)特點(diǎn)：
1、多臺主變并列，運行方式會(huì )發(fā)生變化。
2、發(fā)生故障后電壓恢復速度較慢。
3、必須與變電站VQC或區域AVC協(xié)同工作。
ZG-dSVG解決方案：
    配備上層控制系統，將交流采樣、母聯(lián)開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測、開(kāi)關(guān)柜斷路器狀態(tài)檢測以及數據通信等放在上層控制系統內進(jìn)行處理。上層控制器根據本地控制策略或遠方調度命令實(shí)時(shí)計算SVG的輸出容量，通過(guò)光纖將指令下發(fā)，SVG本體僅需要完成上層控制器的指令，同時(shí)反饋裝置狀態(tài)即可。
 

◆ 風(fēng)力發(fā)電場(chǎng) 
現場(chǎng)特點(diǎn)：
1、地處偏遠，電網(wǎng)偏弱。
2、電壓質(zhì)量直接關(guān)系到經(jīng)濟效益和安全生產(chǎn)。
3、低電壓穿越能力亟待提高。
ZG-dSVG解決方案：
1、提供大容量和超大容量ZG-dSVG，以高壓母線(xiàn)電壓作為控制目標，有效抑制電壓波動(dòng)。
2、ZG-dSVG具有優(yōu)異的低電壓運行特性，對改善風(fēng)電場(chǎng)低電壓運行能力有顯著(zhù)作用。
 

◆ 電力牽引供電系統
現場(chǎng)特點(diǎn)：
1、負序分量比重較大。
2、供電電網(wǎng)為單相27.5kV系統。
3、交、直流混合系統，諧波含量大。
ZG-dSVG的解決方案：
1、提供單相27.5kV 的ZG-dSVG。
2、ZG-dSVG具備綜合補償能力，在補償無(wú)功的同時(shí)兼顧不平衡補償和有源濾波功能。
 

◆ 沖擊性大型工業(yè)負荷
現場(chǎng)特點(diǎn)：
1、負荷快速變化，對電網(wǎng)造成強烈沖擊。
2、無(wú)功波動(dòng)造成的損耗很大。
3、功率因數難以達標。
ZG-dSVG的解決方案
1、ZG-dSVG具有4ms以?xún)鹊膭?dòng)態(tài)響應速度，可以滿(mǎn)足對任意負載進(jìn)行治理的速度要求。
2、以母線(xiàn)功率因數作為控制目標，實(shí)現任意時(shí)刻高功率因數運行。
 

（五）ZG-dSVG規格型號
ZG-dSVG系列高壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補償裝置的產(chǎn)品分類(lèi)如下：

示例：額定電壓為10kV，額定補償容量為±10000kVar的系統，12級H橋級聯(lián)拓撲方式，采用“一”字型排列戶(hù)內安裝，控制程序版本為A10型，其型號可表示為ZG-dSVG-12H 10000/10Y-A10。

 
                               ZG-dSVG 成套裝置布置圖

說(shuō)明：
1、以上ZG-dSVG 6kV/10kV系統全部為鏈式級聯(lián)結構，35kV以上可以采用鏈式級聯(lián)結構，也可以采用10kV級聯(lián)配合升壓變壓器方式。
2、以上ZG-dSVG全部按照風(fēng)冷和鐵芯電抗器進(jìn)行設計，額定電流在600A以上的系統推薦空芯電抗器，柜體尺寸將有所變化。
3、以上ZG-dSVG的尺寸均為戶(hù)內柜式，每一種規格均可以設計為戶(hù)外箱式。
4、產(chǎn)品在不斷改型中，以上數據敬請參考，本公司保留修改和更新的權力。
5、ZG-dSVG全系列產(chǎn)品接受用戶(hù)定制。

（六）ZG-dSVG典型案例

應用案例一
項目名稱(chēng)：華電集團某風(fēng)電場(chǎng)
補償容量：-8MVar~+15MVar
系統電壓：35kV
項目特點(diǎn)：海拔3500米（國內海拔最高的風(fēng)電場(chǎng)）
系統構成：8MVar SVG + 7MVar FC
補償方案：
（1）以35kV母線(xiàn)電壓或者110kV入口功率因數作為控制目標。
（2）電容器組可以投切，補償范圍從-8MVar~+15MVar連續可調。

應用案例二
項目名稱(chēng)：廣東電網(wǎng)某供電局
補償容量：-8MVar~+8MVar
系統電壓：10kV
項目特點(diǎn)：戶(hù)外箱式安裝，具備與區域自動(dòng)電壓控制（AVC）系統互聯(lián)的能力
系統構成：8MVar SVG

補償方案：
（1）系統正常條件下以10kV母線(xiàn)功率因數為控制目標，系統出現故障時(shí)進(jìn)入過(guò)載強補狀態(tài)，加快電網(wǎng)電壓恢復速度。
（2）配有上層控制器，可以接入變電站監控系統和區域AVC系統。
 

應用案例三
項目名稱(chēng)：安徽某大型礦業(yè)集團
補償容量：6 MVar
系統電壓：6 kV
項目特點(diǎn)：母線(xiàn)并列運行或者分段運行均可進(jìn)行補償，與變電站現有無(wú)功補償設備兼容。
系統構成：6 MVar SVG
補償方案：
1、母線(xiàn)分段運行時(shí)， SVG以Ⅱ母無(wú)功作為控制目標。
2、母聯(lián)開(kāi)關(guān)動(dòng)作后， SVG以Ⅰ母、Ⅱ母的無(wú)功作為控制目標。

應用案例四
項目名稱(chēng)：國電集團廣東某風(fēng)電場(chǎng)
補償容量：-12MVar~+12MVar
系統電壓：35kV
項目特點(diǎn)：大容量SVG同時(shí)滿(mǎn)足無(wú)功補償和諧波抑制需求
系統構成：12MVar SVG + 升壓變壓器
補償方案：
1、針對110kV母線(xiàn)進(jìn)行補償，確保實(shí)時(shí)功率因數高于0.98。
2、抑制35kV母線(xiàn)諧波電流，降低母線(xiàn)電流畸變率。