（一）产品概述

    无功功率问题在电能的发、送、配、用四个环节中普遍存在，并对电力系统稳定运行有重要影响。目前，配电网广泛应用的无功补偿装置仍然以机械开关投切电容器和静止无功补偿器（SVC）为主，SVC虽然具有动态调节输出容量的能力，但是其本质上仍然是无源型的设备，补偿特性难以满足配电网无功补偿的技术需要，且设备占地面积很大，运行损耗也比较高。
    静止无功发生器（SVG）作为最新一代的无功补偿产品，在补偿效果、功率密度和运行效率等技术指标上具有传统无功补偿设备无法比拟的优势，是目前解决配电网尤其是快速变化的电网无功补偿问题最佳的技术手段。
    智光电气多年来专注于大功率电力电子产品和自动化产品的研发和应用，具备深厚的技术积淀和经验积累，通过与清华大学、浙江大学的合作，成功研制出了高性价比的新一代高压动态无功补偿装置ZG-dSVG。这种新型装置可用于变电站、新能源发电、电气化铁路、冶金、矿山等领域，为电网或用电负荷提供快速的动态无功补偿和谐波抑制，可有效提高电网电压暂态稳定性、抑制母线电压闪变、补偿不平衡负荷、滤除负荷谐波及提高负荷功率因数。

                                                                  
 
（二） ZG-dSVG原理构成
    ZG-dSVG高压动态无功补偿装置选用全控型器件IGBT作为核心元件，以瞬时无功理论为基础，集电力电子技术、微机控制技术、光电触发技术于一体，是目前最先进的高压动态无功补偿装置。
 
    自换相桥式电路通过电抗器并联在电网上，调节自换相桥式电路输出电压的幅值，就能控制装置注入电网的电流，从而控制该电路吸收或发出无功功率，实现动态无功补偿。
    ZG-dSVG高压动态无功补偿装置的主回路采用功率单元级联结构，也被称为直挂型链式SVG。ZG-dSVG按照系统构成分为：进线柜、启动柜、功率柜及全数字化控制系统。

                             ZG-dSVG 装置原理图

1、主回路
    ZG-dSVG主回路包括进线柜、启动柜和功率柜。进线柜内装有隔离开关K1、真空接触器（断路器）J1、J2，启动柜内装有预充电限流电阻R和连接电抗器L，功率柜内装有换流链（Link），换流链（Link）通过完全相同的功率单元体（Cell）级联而成，功率单元体（Cell）内又包含直流支撑电容Cd和IGBT构成的换流电路。
1）预充电限流电阻R
   预充电限流电阻R能有效限制装置启动前的预充电电流，保护IGBT和直流支撑电容不会损坏。该电阻具有极大的热容量，可在短时间内反复承受冲击电流。
2）连接电抗器L
换流链（Link）通过连接电抗器L接入电网，该电抗器将换流链（Link）的输出电压转化为电流注入电网，同时平滑换流链（Link）产生的纹波。该电抗器采用优质材料和低磁密设计，具有高线性度、低损耗和抗谐波的特点。      
3）换流链（Link）
功率单元体（Cell）串联而成的换流链（Link）是ZG-dSVG的核心部件，单台功率单元体（Cell）将直流电压转化为交流电压，功率单元体级联后叠加形成输出的高电压。
根据装置接入点电网的电压等级，ZG-dSVG每相换流链（Link）级联的功率单元体（Cell）数量不同，如10kV系统每相换流链（Link）通常由10~12个功率单元体（Cell）级联而成。              
 
2、控制系统
    ZG-dSVG控制系统包括主控制器、功率单元驱动板、辅助控制电路、人机界面及后台监控系统。控制系统中采用的核心元器件，如数字处理器DSP、现场可编程逻辑门阵列FPGA、光纤头、IGBT驱动模块等均为国外原装进口，可靠性已在长期应用中得到了的检验。
1）主控制器
主控制器由各个功能板卡组成，完成交流信号采集、开关量控制、PWM脉冲分配、状态检测和系统保护等工作。
2）功率单元驱动板
功率单元驱动板安装在功率单元内，通过光纤与主控制器相连，将控制信号转化为IGBT的驱动信号，同时反馈功率单元的状态。
3）人机界面
ZG-dSVG采用液晶触摸屏，具有完备的数据显示、信息存储和历史查询功能。友好的界面设计保证运行人员可以安全、便捷的操作设备。
 

（三）ZG-dSVG技术特点及试验条件
■ 功能全面 
   1、控制目标多样
   ZG-dSVG具备多种工作模式：恒定无功电流、恒定无功功率、恒定母线电压、恒定功率因数，每一种模式均可以按照用户要求进行设置和整定。
   2、综合治理能力强
   ZG-dSVG不仅能补偿基波无功，同时兼有低次谐波抑制和不平衡补偿功能。
■ 技术领先
   1、自动重启功能（专利技术）
   ZG-dSVG能够实时监测电网状态，避免电网短时故障或外部干扰停机后导致装置永久停机，大大加快装置的恢复速度，提高装置运行的长期稳定性。
   2、多台并列运行技术（专利技术）
   针对超大容量应用和分段母线补偿而开发的专利技术，能有效提高系统运行的可靠性，完美解决母线运行方式变化时并列运行的协调问题。
■ 性能优异
   1、动态响应速度快
   ZG-dSVG具有4ms以内的动态响应速度，因而对快速的冲击负荷具有更好的补偿效果，对闪变也有更好的抑制效果。
   2、谐波特性优异
   ZG-dSVG是有源型设备，输出电流是完全可控的，在补偿无功时输出电流畸变率在2%以内。
   3、运行效率高
   ZG-dSVG采用低损耗全控型功率器件，优化的CPS-SPWM控制算法，在保证性能的同时将装置的损耗控制在最小，装置效率可达99％。
■ 使用方便
   ZG-dSVG具备户内柜式、户外箱式两种安装方式，具有结构紧凑，接线简单，便于维护等优点，尤其满足城市配电网灵活多变的安装需求。

性能参数
额定工作电压（kV）	6 kV/10 kV/27.5kV/35kV
单台容量（MVar）	1MVar～50MVar，可多台并列运行扩展容量。
无功补偿效果	补偿后系统功率因数≥0.98
谐波特性	只补偿无功时，谐波电压畸变率<3%，谐波电流畸变率<2%
	治理谐波时谐波抑制率>85％
稳态控制精度(%)	装置实际输出的无功与设定值之间最大允许偏差不超过±2.5%
响应时间(ms)	阶跃响应时间不超过4ms
过载能力（p.u.）	1.05倍过载连续运行10min
	1.1倍过载运行时间3min
	1.15倍过载运行时间1min
效率（%）	额定状态下可达到99%以上
保护功能	电网过压保护、输出速断保护、输出过流保护、过温保护、光纤通讯中断保护、IGBT驱动保护、直流过压保护。
通讯接口	支持RS232/RS485和CAN现场总线，备有计算机网络监控的RJ45扩展口和通信转换模块，可以灵活支持Modbus、Profibus、TCP/IP和IEC61850等通信协议。
工作环境条件
环境温度	-15℃～+45℃
相对湿度	<95%（不凝露）
海拨高度	≤1000米（如大于1000米则降额运行或特殊定制）
遵循标准
GB / T 12326-2008	电能质量波动和闪变
GB / T 14549	电能质量公用电网谐波
DL / T 1010.1-2006	高压静止无功补偿装置 第 1 部分 系统设计
GB / T 10229	电抗器
GB 1984	高压交流断路器
GB 1985	高压交流隔离开关和接地开关
Q/ZGDQ  14-2012	ZG-dSVG高压动态无功补偿装置

ZG-dSVG完备的出厂实验条件
    严格的出厂测试是高压无功补偿装置可靠性与稳定性的重要保障，智光电气具备完善的高压无功补偿装置试验条件。
- 大功率电能质量控制研究实验室——严格按照国际化标准建造，实现50MVAR容性与感性无功满载动态试验；
- 电气控制与电力节能工程研究开发中心——由广州市科技局授牌成立，珠三角地区在该领域的研究、开发、实验基地；
- 电气控制装置性能检测实验室——保证产品的研发功能、性能与制造工艺；
- 电磁兼容实验室——更大限度的保证电子产品及器件的稳定性能及品质；
- 特种电抗器研究实验室—--设施先进，实现电抗器全面的性能检验。
 
 

（四）ZG-dSVG应用领域
    ZG-dSVG系列高压动态无功补偿装置具有响应速度快、运行范围宽、占地面积小、补偿功能多样和满足各种电压等级与容量要求等优点，可广泛应用于电力配电系统和大型工业配电系统的动态电压控制和电能质量改进。

◆ 电力配电网（35 kV /10kV)
现场特点：
1、多台主变并列，运行方式会发生变化。
2、发生故障后电压恢复速度较慢。
3、必须与变电站VQC或区域AVC协同工作。
ZG-dSVG解决方案：
    配备上层控制系统，将交流采样、母联开关状态检测、开关柜断路器状态检测以及数据通信等放在上层控制系统内进行处理。上层控制器根据本地控制策略或远方调度命令实时计算SVG的输出容量，通过光纤将指令下发，SVG本体仅需要完成上层控制器的指令，同时反馈装置状态即可。
 

◆ 风力发电场 
现场特点：
1、地处偏远，电网偏弱。
2、电压质量直接关系到经济效益和安全生产。
3、低电压穿越能力亟待提高。
ZG-dSVG解决方案：
1、提供大容量和超大容量ZG-dSVG，以高压母线电压作为控制目标，有效抑制电压波动。
2、ZG-dSVG具有优异的低电压运行特性，对改善风电场低电压运行能力有显著作用。
 

◆ 电力牵引供电系统
现场特点：
1、负序分量比重较大。
2、供电电网为单相27.5kV系统。
3、交、直流混合系统，谐波含量大。
ZG-dSVG的解决方案：
1、提供单相27.5kV 的ZG-dSVG。
2、ZG-dSVG具备综合补偿能力，在补偿无功的同时兼顾不平衡补偿和有源滤波功能。
 

◆ 冲击性大型工业负荷
现场特点：
1、负荷快速变化，对电网造成强烈冲击。
2、无功波动造成的损耗很大。
3、功率因数难以达标。
ZG-dSVG的解决方案
1、ZG-dSVG具有4ms以内的动态响应速度，可以满足对任意负载进行治理的速度要求。
2、以母线功率因数作为控制目标，实现任意时刻高功率因数运行。
 

（五）ZG-dSVG规格型号
ZG-dSVG系列高压动态无功补偿装置的产品分类如下：

示例：额定电压为10kV，额定补偿容量为±10000kVar的系统，12级H桥级联拓扑方式，采用“一”字型排列户内安装，控制程序版本为A10型，其型号可表示为ZG-dSVG-12H 10000/10Y-A10。

 
                               ZG-dSVG 成套装置布置图

说明：
1、以上ZG-dSVG 6kV/10kV系统全部为链式级联结构，35kV以上可以采用链式级联结构，也可以采用10kV级联配合升压变压器方式。
2、以上ZG-dSVG全部按照风冷和铁芯电抗器进行设计，额定电流在600A以上的系统推荐空芯电抗器，柜体尺寸将有所变化。
3、以上ZG-dSVG的尺寸均为户内柜式，每一种规格均可以设计为户外箱式。
4、产品在不断改型中，以上数据敬请参考，本公司保留修改和更新的权力。
5、ZG-dSVG全系列产品接受用户定制。

（六）ZG-dSVG典型案例

应用案例一
项目名称：华电集团某风电场
补偿容量：-8MVar~+15MVar
系统电压：35kV
项目特点：海拔3500米（国内海拔最高的风电场）
系统构成：8MVar SVG + 7MVar FC
补偿方案：
（1）以35kV母线电压或者110kV入口功率因数作为控制目标。
（2）电容器组可以投切，补偿范围从-8MVar~+15MVar连续可调。

应用案例二
项目名称：广东电网某供电局
补偿容量：-8MVar~+8MVar
系统电压：10kV
项目特点：户外箱式安装，具备与区域自动电压控制（AVC）系统互联的能力
系统构成：8MVar SVG

补偿方案：
（1）系统正常条件下以10kV母线功率因数为控制目标，系统出现故障时进入过载强补状态，加快电网电压恢复速度。
（2）配有上层控制器，可以接入变电站监控系统和区域AVC系统。
 

应用案例三
项目名称：安徽某大型矿业集团
补偿容量：6 MVar
系统电压：6 kV
项目特点：母线并列运行或者分段运行均可进行补偿，与变电站现有无功补偿设备兼容。
系统构成：6 MVar SVG
补偿方案：
1、母线分段运行时， SVG以Ⅱ母无功作为控制目标。
2、母联开关动作后， SVG以Ⅰ母、Ⅱ母的无功作为控制目标。

应用案例四
项目名称：国电集团广东某风电场
补偿容量：-12MVar~+12MVar
系统电压：35kV
项目特点：大容量SVG同时满足无功补偿和谐波抑制需求
系统构成：12MVar SVG + 升压变压器
补偿方案：
1、针对110kV母线进行补偿，确保实时功率因数高于0.98。
2、抑制35kV母线谐波电流，降低母线电流畸变率。