安科瑞 師晴晴
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江陰 214405
摘要：本文從電能質量治理效果和市場需求等方面介紹了靜止無功發生器產品，闡述了其基本原理、市場需求并分析了其相對于傳統無功補償柜的優勢。
關鍵詞：靜止無功發生器 功能 市場需求
1 引言
由于電力電子技術的快速發展，大型工業場所中出現了大量非線性負載和不平衡負荷（如LED燈、UPS、變頻器等）以及新的發電方式與儲能方式的推廣使用（其中有大量的整流與逆變器），這都導致了大量諧波的產生；并且這些大型工業場所中，普遍都有吊車設備、電梯、電焊機、攪拌機等快速變化的負荷。在這些有大量諧波產生，并且負荷變化迅速的場所，傳統的電容型無功補償裝置已經很難滿足無功補償的需求，此時就需要采用靜止無功發生器來進行無功補償。
2 靜止無功發生器產品介紹
靜止無功發生器（Static Var Generator,下簡稱SVG）是一種采用全控型電力電子器件組成的橋式變流器來進行無功補償的裝置。它將電力電子技術、計算機技術和現代控制系統應用于電力系統，通過對裝置輸出電流相位的控制，從感性到容性整個范圍進行連續的無功調節，快速補償系統對無功功率的需求。SVG能動態的補償無功電流，從而減小線路損耗，增大線路的有功輸送能力。
其基本原理是將三相橋式電路通過電抗器并聯在電網上，適當調節橋式電路交流側輸出電壓的相位和幅值或者直接控制其交流側電流，就可以使該電路吸收或者發出滿足要求的無功電流，實現動態無功補償的目的。工作原理以及補償模式如下圖所示。
圖2-1 靜止無功發生器SVG工作原理圖
圖2-2 靜止無功發生器SVG輸出電流補償模式
3 靜止無功發生器的功能
3.1 SVG產品功能
線路狀態采集：LCD液晶屏顯示，檢測SVG所在的需補償線路的電壓、電流值及其波形、功率因數、諧波含量等重要電能質量參數。
動態補償無功功率：線性輸出，無功功率全容性-全感性輸出，補償*，補償后系統功率因數≥0.99并且響應時間<5ms。
不平衡治理：具備三相不平衡治理及穩壓功能，提高0.4kv配電性。
3.2 SVG產品技術參數
工作溫度：-10℃～+45℃；
存儲溫度：-25℃～+60℃；
海拔高度：≤1000m，1000m以上按GB/T 3859.2降容使用；
相對濕度：5%-95%，無凝露；
補償方式：額定感性無功到額定容性無功連續無級可調；
補償效果：功率因數可達0.99；
響應時間：5ms；
過載保護：自動限制到額定電流輸出；
有功損耗：<4%額定功率模塊；
工作模式：自動或手動；
通訊接口：RS 485、以太網；
擴展能力：同型號直接并機，數量不少于10臺；
噪 音：≤65Db;
電網電壓：400V，允許波動±20%；
電網頻率：50Hz±2%
重 量：50kg
防護等級：IP20
3.3 SVG產品外觀
圖3-1 SVG整柜外觀示意圖
圖3-2 SVG模塊外觀示意圖
3.4 產品優勢
SVG除了適用環境更廣之外，在常規配電環境中使用時，也具有其優良的性能。具體參考表3-1。
表3-1 靜止無功發生器（SVG)與傳統無功柜(SVC)性能比較
4 市場需求
4.1 SVG的重要性
凡是安裝有低壓變壓器的地方以及大型的用電設備旁邊都應該無功補償設備（電力部門的規定），特別是那些功率因數較低的工礦、企業、居民區安裝。大型異步電機、變壓器、電焊機、沖床、車床群、空壓機、壓力機、吊車、冶煉、軋鋼、軋鋁、大型交換機、灌電設備、電氣機車等尤其需要。居民區除白熾燈照明外，空調、冷凍機等也是無功功率不可忽視的耗用對象。農村用電情況比較惡劣，多數地區供電不足，電壓波動很大，功率因數尤其低，加裝無功補償設備是供電狀況、提高電能利用率的有效措施。
所以無功功率補償是剛性需求，而在以下行業的使用環境下，SVG的無補償以及實時性優勢尤為明顯，其重要性得以體現：
1）冶金行業：主要是存在于生產流水線上的軋機；
2）石油行業：主要是頻繁快速啟動的絞車用電動機、抽油機用的提升機、轉盤等；
3）軌道交通：大量使用電纜長距離傳輸、以及因需求特性存在嚴重的三相不平衡狀態；
4）汽車制造業：大量使用電焊機或激光焊接機，在焊接的短時間隔后緊隨著是空載運行。
在這些使用環境中，負載對于無功功率的需求都是時間短、頻率高的，若使用傳統電容補償柜，由于其電容器組有固定容量無法做到*補償且電容器組投入和切除速度慢等原因，往往無法滿足實際使用需求，此時就需要SVG來治理，因為其應用可克服LC補償器等傳統的無功補償器響應速度慢、補償效果不能控制、容易與電網發生并聯諧振和投切震蕩等缺點。
除負載無功波動頻繁的環境之外，還有一些SVG更加有優勢的較惡劣使用環境，比如：
1、THDu較高導致SVC不能正常投入，甚至燒毀機器；
2、負載三相不平衡，SVC無法有效補償及調節；
3、光伏末端并網系統，可能出現有功功率為0的情況，SVC控制器無法判別方向，導致SVC無法正常投入使用……
以上工況傳統補償不能適用或者效果很差，而SVG*可以克服這種工況，SVG的適用性更強，可以適用各種復雜惡劣的工況，是目前優的無功補償產品。
4.2 SVG的市場前景
無功補償在電力供電系統中起提高電網的功率因數的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，供電環境。所以無功功率補償裝置在電力供電系統中處在一個*的非常重要的位置。合理的選擇補償裝置，可以做到大限度的減少電網的損耗，使電網質量提高。反之，如選擇或使用不當，可能造成供電系統，電壓波動，諧波增大等諸多因素。
對于低壓無功補償市場，主要和電網公司正在推進的低電壓治理密切相關。加強低壓配網無功補償的優化配置，保持無功平衡，對于保證電能質量、降低電網損耗具有重要的作用和意義，符合電網公司“十二五”無功發展規劃綱要的要求。伴隨電網公司在低壓網內市場的投入加大，從2015年到2020年低電壓治理市場會呈現快速增長的趨勢，預計到2020年低電壓治理市場規模會從2014年的2億元增加到82億元。按照無功補償占據低電壓治理20%的*計算，預計到2020年網內低壓無功補償市場規模會達到16.4億元。目前市場上無功補償仍舊以SVC的應用為主，隨著技術的發展，SVG因其性能優于SVC，成本近年來也在不斷下降，已具備一定的價格競爭力，將成為低壓無功補償市場的重要發展方向。
圖3-1 2010-2020年中國網內低壓無功補償市場預測
5.結束語
靜止無功發生器（SVG）是電能質量系列產品中的一種。在治理性能方面，它集電能監測、設備保護、通訊功能于一體，具有強大的治理能力，可應對各種無功補償需求，一則加強了電網的輸配電能力，二則避免了用戶因功率因數不足而被罰款，為用戶帶來了大的經濟效益；在銷售市場方面，隨著國民經濟水平的發展和低壓無功補償市場不斷擴大，ANSVG的市場需求量正在以快的速度增長；在客戶體驗方面，由于其采用了高集成度的模塊設計，后期維護擴容變得更加輕松、便利，人性化的智能人機界面和上位機通訊功能也使設備監控變得更輕松。由此可見，選用靜止無功發生器產品對電網設施和用戶來說都大益處，實現了雙方的共贏。
【參考資料】
［1］ 安科瑞電能質量監測與治理選型手冊。2015.08版
［2］ 安科瑞電氣股份有限公司產品手冊.2013.01.版
