链式SVG与多重化SVG的比较

链式SVG与多重化SVG的比较

一. 多重化式SVG

多重化SVG的基本思路是采用一台或几台降压变压器将35kV甚至更高的电网电压降低为适合变流器单个功率单元可靠工作的电压等级（该电压一般为550V-1000V左右），通过在每个变压器的副边并联多个变流器功率单元达到大容量补偿的目的。该方案可通过增加变流器功率单元的数量成倍提高装置的总容量，但使用时必须考虑不同变流器间的移相角度，同时，还要结合其他的一些问题，如谐波、动态响应、以及是否要采用三电平结构或PWM脉宽调制等问题进行综合考虑。

多重化SVG的结构如下图所示：

图1 多重化结构图

采用多重化结构的SVG其主要优点是：

1. 技术相对简单

因为不需要功率单元串联，所以对设备整体的研究、生产技术要求较低。

2. 结构简单，体积小

多重化结构的SVG需要承受的电压低，一般每相只需要一个功率单元即可，所以整体结构简单，功率部分的设备体积可以做的很小。单面功率柜体的尺寸一般可以做到800（宽）*1000（深）*2200（高）以内。

但由于多重化式的SVG的结构特点，使其也有一些不可避免的缺点：

1. 线损大

由于多重化SVG的接口电压低，所以同等容量时需要的电流就增大了，因此线损大大增加；

2. 多重化SVG无法做大容量

一般多重化SVG只有在2Mvar以下的小容量应用，原因是多重化SVG在变压器低压侧的电流大，所以当容量达到一定程度时，变压器二次侧的电缆冷却很困难；

3. 不能滤波

多重化的SVG有两种控制方式：一种是采用三电平式，即用三个电平模拟一个正弦波，此种控制方式，不仅SVG不具备滤波功能，而且自身工作时还会产生很大的谐波，需要靠LC回路进行滤除；另一种是采用PWM调制技术，但因为多重化的SVG每相只串联一个功率单元，这就要求这个功率单元内的IGBT开关频率足够高，而开关器件的开关频率直接决定了器件的损耗，所以这也就大大增加了SVG的损耗，使SVG自身发热量大大提高，散热问题没办法处理，并且开关频率的增加也会增加设备的噪音；

4. 备件不方便购买

多重化的SVG，如果连接电压为550V，则要求IGBT的额定电流在1000A左右，而若是连接电压为1000V，则要求IGBT的额定电压为3300V，而这些型号的IGBT都是国内不容易采购到的。因此，对后期使用维护不利。

多重化SVG是H桥结构的IGBT功率单元串联技术不过关时的过渡产品，随着H桥串联技术的逐渐成熟，多重化SVG基本已退出市场，目前国内及国际上普遍使用的SVG均为链式结构。

二. 链式SVG

链式结构的SVG就是不经过变压器，直接在每相都串联若干个H桥结构的IGBT功率单元，使每相都可以承受目标电网电压，只是根据目标电网电压的不同决定每相串联IGBT功率单元的数量。链式SVG其系统结构如下图所示。

图2 链式电路结构

目前，链式SVG可以直挂于35kV及以下电压等级的电网，但针对35kV母线的直挂SVG，考虑其性价比，一般只有大于7Mvar的容量才做直挂式，小于7Mvar的容量一般都经过变压器降为6kV，再安装SVG，但这里的SVG也是链式，并非多重化。

链式SVG增加了IGBT功率单元的数量，因此使设备功率部分的体积增加了（由于每个公司设计不同，所以具体尺寸也有很大差异，一般单面功率柜的尺寸都在2000（宽）*1.3（深）*2200（高）），除此之外，链式SVG各方面的优势要明显得多：

1. 损耗小

因为链式SVG都是直挂在高压上（6kV、10kV、35kV），因此设备本身流过的电流很小，所以损耗就小很多，长期使用的运行费用相对节省；

2. 具备有源滤波功能

链式SVG每相串联多个IGBT功率单元，因此同时采用PWM调制技术和移相技术，就可以在不增加IGBT开关频率的条件下，轻松实现有源滤波功能。

3. 备件国内容易采购

链式SVG所使用的IGBT的型号为：额定电压1700V，额定电流在650A以下，这些型号的IGBT是国内很容易可以采购到的，因此便于设备后期维护。

4. 无需变压器

因为链式SVG无需升压变压器，因此设备整体的占地面积减少了，并且减少了后期人员的维护量，同时减少了设备的故障点。

因此，鉴于以上特点，目前国内及国际上普遍生产的SVG均为链式结构。