高压动态无功补偿装置在农村电网中的应用(2)

(9)FGSVG 的桥式电路采用多重化技术、多电平技术或PWM技术来消除次数较低的谐波，并使如7、11等较高次数谐波减小到可以接受的程度。而SVC本身要产生一定量的谐波，如TCR型的5、7次特征次谐波量比较大，占基波值的5%～8%;其他如SR，TCT等也产生3、5、7、11等次的高次谐波，这给SVC 系统的滤波器设计带来许多困难;

(10)在故障条件下，FGSVG比SVC具有更好的控制稳定性。SVC使用了大量电容器电抗器，当外部系统容量与补偿装置的容量可比时，SVC会产生不稳定性。FGSVG对外部系统运行条件和结构变化不敏感;

(11)FGSVG比同容量SVC占地面积小、成本低。FGSVG由于使用直流电容器储能，可以减小电容器体积，且不需要并联电抗器即可以控制无功功率平滑变化，因此安装尺寸大大减小;

(12)FGSVG能够在一定范围内提供有功功率，减少有功功率冲击。SVC只能提供无功功率，不具备提供有功功率的功能。

3 FGSVG产品系统介绍

3.1 FGSVG产品原理

FGSVG产品的原理示意图如图1所示，基本原理就是将自换相桥式电路通过变压器或者电抗器并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。

3.2 FGSVG产品结构

FGSVG产品的构成主要有三个部分组成：进线柜、功率柜、控制柜。

进线柜是连接电网与装置的枢纽，控制装置的挂网与断网，并预留与原无功补偿设备(FC)的接口，方便现场的对接。

功率柜采用模块化设计，功率单元的结构和电气性能完全一致，单元可以互换，方便检修和维护。

控制柜人机界面优化处理，人性化设计，全数字化控制，实时计算电网所需的无功功率、谐波、负序电流等实现动态跟踪与补偿，对辅助设备实时控制，保持与上位机通讯，具有良好的可观测性。

3.3 FGSVG电气原理

FGSVG产品的主电路采用链式逆变器拓扑结构，Y型连接，10kV装置每相12个单元串联组成，6kV装置每相8个单元串联组成，运行方式为N+1模式。

这种结构可以独立分相控制，有利于解决相间平衡问题，在系统受到干扰时，更好地提供电压支撑;所有链节的结构完全相同，可以实现模块化设计，便于扩展装置容量;每相链节可设置一个冗余链节，当一个单元出现故障后仍可以满负荷继续运行，确保装置的可靠性;去掉了连接变压器，降低了装置成本和损耗。

为保证功率单元的可靠性，设计时选用同一批次的元器件，保证各元器件性能的一致性。每个功率单元均具有完善的保护措施，并且各工作状态均送回主控单元，主控与各单元信号连接均采用光纤。

FGSVG 装置控制核心由高速32位数字信号处理器DSP、大规模可编程逻辑器件CPLD/FPGA和一体化人机界面协同运算来实现，精心设计的算法可以保证 FGSVG达到最优的运行性能。提供友好的全中文监控和操作界面，同时可以实现远程监控和网络化控制。PLC控制器用于柜体内开关信号的逻辑处理，以及与现场各种操作信号和状态信号的协调，增强了系统的灵活性。控制器采用大规模集成电路和表面焊接技术，系统具有极高的可靠性。

另外，控制器与功率单元之间采用多通道光纤通讯技术，低压部分和高压部分完全可靠隔离，系统具有极高的安全性，同时具有很好的抗电磁干扰性能，并且控制器有一套独立于高压电源的供电体系，功率单元的控制电源采用一个独立于高压系统的电源，方便调试、维修，增强了系统的可靠性。在不加高压的情况下，设备各点的波形与加高压情况基本相似，给整机调试带来了很大方便。