关于静止无功发生器SVG产品及技术未来发展前景的总结及思考

电力系统中的无功补偿是必需的，不是可有可无的。无功补偿不足，会导致电网运行效率低下，甚至会导致电网电压崩溃。因此供电部门要强制电力用户实施无功补偿。目前的无功补偿，主要还是使用电容器，但由于谐波的影响，必须串联电抗器。为什么要串电抗器呢，是因为目前的电网中普遍存在谐波，如果用纯电容器补偿的话，会导致谐波共振放大，不加电抗器是不行的。原来的补偿电容器是没有串联电抗器的，电抗器笨重，而且电抗器的价格比电容器还要高，它的容量只是电容器容量的5%-7%，但它的价格甚至是超过电容器2-3倍左右；另外电抗器重，容易发热，而原来电容器轻便，廉价，但由于谐波的影响，必须加电抗器以后，电容器补偿的优势下降了。本来一个电容器解决的问题，一个千乏10块钱，现在加了一个电抗器，要20块钱一个千乏，合计现在一个千乏就要30块钱，如果再加上开关，熔断器，投切装置等，一个千乏就要100多块钱了。而且电抗器还有体积大、发热量大的缺点，因此电容器串联电抗器可以避免谐波共振问题，但要付出代价：损耗增加了，发热增加了，体积增大了，重量增加了，成本增加了。另外，电容补偿器的快速响应的问题还是没有解决，快速响应的问题如何解决呢，原来是用机械开关投上去，切下来，现在变成用晶闸管（可控硅）这种固态开关来替代，这样可以加快响应速度。但是电容器补偿都是以整个周波为基本单元，以20毫秒为基本单位，但实际上电容器补20毫秒是一种检测速度，再投上去至少也需要10个毫秒，这还是在它稳定的工作情况，再切下来也需要时间。用电容器补偿至少是以百毫秒这个量级才可能有效，再小的话，它的副作用可能比正作用还要大。因此尽管TSC（晶闸管投切电容器）的快速响应的问题改善了，但是仍然存在不足之处。而且TSC的跟踪是阶梯状的，实际上无功的需求是连续变化的，阶梯变化是达不到精确的补偿要求的，况且这种阶梯状的投切本身就是对电网的一种扰动，尽管采取了各种技术措施来降低这种扰动，但不能完全消除。

因此，传统的基于电容器的补偿装置越来越难以满足目前普遍存在的高谐波、高波动电力负载补偿的需求。即使付出更高的代价也难以令人满意。在这种情况下，新的补偿装置的需求就凸显出来了。这种新的需求就是主动补偿装置。主动的补偿装置可以主动的产生系统所需要的补偿电流。这种主动补偿装置补偿的目

标可以不同，用于补偿无功功率为主的时候就是SVG，用于补偿谐波电流为主时，就是有源滤波器，当然也还有别的用途。

二、SVG产品技术是不断发展的

SVG为什么原来没有呢？一个是原来这种需求不足，电容器补偿的效果挺好，那么就不会去需求新的补偿方式；二是成本较高，原来SVG成本可达到电容器10倍的造价，后来降到4-5倍，逐步降低。三是SVG的损耗比电容器大，早期的SVG损耗是比较高的，电容器的典型损耗是0.5%，而SVG早期损耗可以达到5%，差将近一个数量级。

SVG的技术是发展的，对SVG的需求也是发展的。目前大量的电力负荷中都采用了电力电子装置，像变频器、直流电机、节能灯、信息技术的开关电源等，不再是传统的感应电机，电感整流器，普遍存在快速波动和谐波问题，基于电容器的补偿装置难以适用。同时SVG的技术在不断进步，到目前为止，SVG的损耗可以降到2%左右，这相较电容器加电抗器的1%，就比较接近了（采用晶闸管投切还会增加损耗），而且SVG的损耗还有可能继续降低，不过降到1%以下恐怕很难，我感觉从目前的技术上看，有降到2%以内的可能。从SVG的可靠性上看，SVG的可靠性已经相当高了。SVG的成本也降下来了，可以和电容器相比较了，SVG一个千乏的成本大约是电容器的2倍左右，这是一个典型值。（注：这里指的电容器不是单纯的电容器，是指加上电抗器，加上安全分段装置、投切装置、柜提、开关等的成套电容器补偿设备，就最终的成套设备来比较，SVG的价格是电容器的2倍。）

SVG的成本降低，损耗降低，可靠性大幅度提高，反而电容器的寿命变短了，为什么呢，在有谐波的情况下，电容器的寿命大幅下降，如果电抗配的不好，有的电容器使用不到一年就坏掉了，特别是现在电容器新的技术名曰“自愈式电容器”，“自愈”是指在击穿的时候它可以自动的恢复。自愈的代价是损失容量，实际上在电容器某个地方发生击穿的时候，通过薄膜融化就把这一块一下子甩掉了，“自愈”到最后，没有击穿也没有容量了，就无效了。电容器容量下降到50-60%的时候，基本上效果就不行了。电容器的寿命按现在平均寿命水平能用2-3年就比较正常。SVG从寿命上来讲，一个设计制造质量比较正常的SVG典型的使用寿

命在10年，做的好可以在15-20年，质量差的也在5年以上。

从功率密度上看，原来一个电容器可以装500千乏，现在要加上电抗器、投切装置，功率密度不断下降，SVG的功率密度却是不断上升的，原来一个1000*1000*2200的柜能装200千乏就不错了，现在一个同样柜子做500千乏也没问题。SVG的功率密度和电容器差不多,甚至高于电容柜。

第三，市场需求向SVG方向发展的，SVG逐步将逐步替代电容器。 以上内容为客观事实，以下内容含有个人主观看法。

为了满足新的需求，基于电容器的补偿装置从损耗、成本上是在上升的而SVG的损耗和成本在下降，在这种情况下，越来越多的电容器的补偿装置会被SVG的补偿装置替代。SVG是可替代产品吗？是可替代产品，它也是补偿无功，电容器也是补偿无功。但现在替代的发展方向是SVG替代电容器，而不是电容器替代SVG。SVG是一个新的事物，它的可替代性是说原来这个装置是用电容器的，但由于需求的变化，由于产品本身特征的变化，现在可以用SVG来替代电容器。

电网的无功必须补，电容器又补不好，SVG作为一种新的补偿设备，目前它的各方面的优势是电容器无法达到的。它可以快速的跟踪，容量是可以跟着负载的变化连续有效跟踪，而且不会对电网产生如电容器的扰动，这样的优势是电容器是无法比拟的，而它的一些劣势正在降低。在这种情况下，用SVG替代电容器，优势就越来越明显。

另外，SVG不怕谐波，而电容器有谐波就不行，电容器是一种被动补偿装置，电容器的补偿电流是对系统电压的一种被动响应。系统电压是基波的时候，它响应的电流是基波的，系统电压是含有谐波的时候，电容器是什么特征呢，频率越高的成分它响应的越积极。同样的电压它的电流就越大，它对谐波的响应，5次的谐波，它的响应是基波的5倍，11次谐波的响应是基波的11倍，再加上电感的谐振，它的响应更大，会导致谐波共振放大。而SVG的响应是主动的，SVG的补偿电流，不是电网电压决定过的，而是由自身的命令决定的，而且SVG有这个潜力，可以补偿无功的同时滤除谐波，当然代价是成本的增高。

电容器的市场需求，有比较权威的统计是100亿元/年。100个亿是指电容器不是指成套设备，100个亿用到哪里去了呢，一个是新增的，一个老设备替换的。100个亿要变成成套设备的话，就得是几百个亿。用SVG替换电容器也是一

个逐步的过程，成套设备不是一百个亿而是二百个、三百个亿的话，那么10%的替换就是二三十个亿，实际上，SVG的造价是比电容器要高一点的，SVG几十个亿的需求是很容易形成的。

SVG取代电容器这个替换过程不是齐步走，在某一些领域某一些行业是率先走，实际上在现在的市场上也体现出来一个情况，如地铁，就不用电容器补偿，全部使用有源滤波器，还有一些厂商也要求使用SVG。

但目前还有一个问题，就是SVG优势在增长，劣势在减少，但仍然处在一个过渡的过程中，要完全胜过电容器，从成本上说还做不到，从性价比上来说还达不到，电容器还有电容器的优势。因此就出现了一种混合的，即电容器和SVG混合装置，把他们的优势结合一下，劣势折中一下。混合的装置是什么呢？就是TSVG，即一部分是用晶闸管投切的电容器（TSC），也是带着电抗器的，一部分是SVG。TSC装置响应比较快，可以抑制一定量的谐波，但是它还是分级的，响应还是不够快，用SVG和它并联，协同运行，TSC粗调，SVG细调，混合的装置也是SVG替代电容器的一种方式。这种混合的装置的比重是多大呢，现在SVG的比重可以比较小，大部分用电容器，TSC分步也是比较细的，但是，SVG比重也可以大，那这个装置的总体特性就越像SVG。SVG的比重越小，就越像电容器。原来的SVC（连续调节加一个分级调节），电容器的调节是比较粗的，一步两步，连续调节的容量是整个系统容量的二分之一，SVC中的连续调节装置是晶闸管控制电感器，也不是个主动补偿的装置。目前的TSVG中，SVG的比重比较小，容量比较小，但这也是一个过渡，从时间上的一个过渡，也是从空间上的一个过渡。混合的东西先用起来，这样的一个趋势我个人认为是合理的有前景的。