对地铁供电系统中运用SVG动态无功补偿相关阐述

郭佳宝

摘要：本文主要分析了SVG动态无功补偿装置的发展历程、工作原理和基本特点，重点介绍了SVG动态无功补偿装置在地铁供电系统中的运用效果，其不仅可以有效抑制电压波动、改善电能质量，而且还可以降低系统运行成本，推动我国地铁事业的快速发展。通过对SVG动态无功补偿装置进行研究，以期为地铁供电系统的安全运行提供可靠保障，创造出最大化的经济与社会效益。

关键词：SVG动态无功补偿;地铁供电系统;运用效果

1.SVG动态无功补偿装置概述

1.1 SVG动态无功补偿发展

通常情况下，SVG动态无功补偿装置经历了大致三个发展阶段，具体如下：（1）机械式投切无源补偿阶段。其是固定式无功补偿装置，在早期电力系统中得到广泛应用，而且因为是机械投切，所以补偿速度较慢，且噪声大，因此限制了每天使用频次;（2）晶闸管投切静止无功补偿阶段。其属于无源补偿装置，在交流牵引供电系统中和电力系统中得到广泛应用，主要是借助可控硅的导通角控制来使投切的电容器或电抗器发生改变，具体又包括了TSC和TCR+FC两种补偿方式，其中后者属于主流的SVC补偿方式，能够实现对牵引负荷变化的快速跟踪，且可以滤除少部分谐波，然而其自身能够产生大量谐波，这就对滤波装置提出了较高要求。而前者不产生多余谐波且更为经济，但是无法满足无功的连续调节要求，只可以实施分级调节;（3）SVG动态无功补偿阶段无需选择大容量的电抗器、电容器，只需借助大功率电力电子器件IGBT就能够实现对无功能量的有效转换。

1.2 SVG动态无功补偿装置工作原理

该装置具有动态补偿谐波、抑制电压波动、节能降耗和改善电能质量等特点，因此具有比较大的发展前景。在SVG动态无功补偿装置具体运行阶段，可以经电抗或直接并联等方式将电压源型逆变器与地铁供电系统进行连接，通过对不同开关控制系统电压的相位和幅值进行调节来达到谐波治理与动态无功补偿的效果。实际上，可将SVG动态无功补偿装置比作调相电源，其可以对供电系统所需的无功进行准确检测，并发出大小相同但相位相反的无功，进而确保整个系统维持高效运行，提高电能的利用效率。

1.3 SVG动态无功补偿装置技术特点

（1）补偿功能多样化。借助以往的电容无功补偿装置为供电系统提供无功补偿时，其对应的补偿后功率因数为0.8-0.9左右。SVG主要是借助多电平模块化技术来提供无功补偿，并通过恒电压、恒无功、综合电压无功、恒功率因数方式，在容量足够的同时，确保补偿后的功率因数接近;（2）补偿范围宽。以往的电容无功补偿装置选择了有级补偿，无法满足精确补偿要求。而SVG能够实现从感性额定無功到容性额定无功范围内的无极补偿连续变化，以期达到精确补偿要求，不仅可以满足地铁供电系统负荷变化大需求，而且还可以满足供电质量要求，大大提升装置的性价比;（3）谐波抑制。以往的电容无功补偿装置选择了电容电抗式，其能够将某些频率的谐波滤除掉，而SVG不会放大谐波，且使用阶段不产生谐波，能够结合补偿点电流谐波大小值来生成反方向相应次的谐波电流，这样既可以达到谐波补偿的目的，而且还可以有效提高负荷用电质量;（4）响应时间快。以往电容无功补偿装置无法实现对投切时间的有效控制，而且在投切时会出现拉弧现象，加之多次动作后将会发生结点烧毁、粘连现象，导致电容器在电网上出现死投现象。基于夜间轻载状态下，将会提升末端电压，造成用电设备烧毁。而装设了SVG后，可以在瞬时完成无功补偿，既能够满足迅速响应要求，同时也便于后期的维护工作。

2.在地铁供电系统中SVG动态无功补偿装置应用

2.1无功补偿

对于地铁供电系统而言，其功率因数与谐波类似，同样与动力照明负荷、牵引负荷有关，且以往的理论基波功率因数接近于1。然而，如今随着科学技术的发展，大量的变频设备开始在地铁供电系统中得到应用，大大提高了其功率因数。在地铁运行初期，其遂产生的符合比较小，此时感性功率小于容性功率，可以选择容性无功功率补偿方式来保证地铁供电系统的正常运行。目前，SVG动态无功补偿装置在我国大多数城市供电系统中得到应用，其能够对系统功率因数水平进行自动调节，避免由于功率因数无法满足部门要求而导致其社会竞争力降低。

2.2谐波治理

在地铁供电系统中，动力照明负荷和牵引负荷是产生谐波的主要原因，此时需要采取措施来消除谐波影响，进而确保供电系统的正常、高效运行。在地铁传统运营模式中，可以通过提高整流机组脉波数的方式来降低谐波产生的不利影响。对于动力照明系统工作阶段产生的谐波可以通过24脉波整流机组来消除谐波带来的不良影响。同时，SVG动态无功补偿装置具有比较好的滤波作用，将其与与其他装置结合在一起使用，可以更好的提高谐波治理水平。

2.3电压波动和闪变

在地铁供电系统运行阶段，电压波动及闪变会诱发供电不稳现象，进而埋下安全隐患，甚至还有可能造成不必要的人员伤亡与经济损失。此时可以选择SVG动态无功补偿装置来达到稳定电压的效果。然而，在供电系统实际运行阶段，电压稳定性可能受到多方面因素影响，虽然电容元件、电缆等设备可以达到稳定效果，然而无法确保整个供电系统的稳定可靠、安全高效的运行。此时可以借助SVG动态无功补偿装置来有效抑制电压波动和闪变现象，在改善电能质量的同时，提高地铁供电系统运行效率。

3.结束语

综上所述，在地铁供电系统中，SVG动态无功补偿装置发挥着至关重要的作用，且与地铁正常运营密不可分。此时就需要结合地铁供电系统实际运行情况，对SVG动态无功补偿装置进行合理应用，进而在提高供电系统运行效率的同时，推动我国地铁行业的快速发展。

参考文献

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[2]杨威.SVG动态无功补偿在地铁供电系统中的应用与探究[J].数码设计（上），2018（4）：143.