1. 定义与作用
SVG（Static Var Generator，静止无功发生器）是一种基于电力电子技术的动态无功补偿装置，属于柔交流输电系统（FACTS）的核心设备。其主要功能是实时调节电网中的无功功率，解决电压波动、谐波污染、三相不平衡等问题，提升电能质量与系统稳定性。

2. 工作原理
SVG通过电压源型逆变器（VSC）将直流电转换为交流电，并与电网电压同步。通过控制输出电压的幅值和相位，动态调整注入电网的无功电流：

• 容性无功补偿：SVG输出电压幅值高于电网电压，向电网注入容性电流（类似电容器）。

• 感性无功补偿：SVG输出电压幅值低于电网电压，吸收电网感性电流（类似电抗器）。
  其核心控制技术包括PWM调制和瞬时无功理论（如pq理论），响应时间可达5ms以内。

3. 典型结构

• 直流电容：提供稳定的直流电压支撑。

• IGBT逆变桥（多电平拓扑）：将直流逆变为可控交流电。

• 连接电抗器（或变压器）：滤除高频谐波，连接电网。

• 控制系统：实时监测电网参数（电压、电流、功率因数），通过闭环算法调节IGBT开关状态。

4. 核心优势

5. 应用场景

• 新能源领域：风电场/光伏电站解决无功波动、低电压穿越问题。

• 工业负荷：轧钢机、电弧炉等冲击性负载的实时补偿。

• 城市电网：地铁、数据中心等敏感负荷的电压稳定。

• HVDC输电：换流站无功支撑，提高输电效率。

6. 技术挑战与发展

• 挑战：高成本（IGBT模块）、散热设计、大容量化（百MVar级）。

• 创新方向：

  • 采用碳化硅（SiC）器件提升效率。

  • 模块化多电平（MMC）拓扑扩展容量。

  • 与储能结合实现“无功+有功”综合调节。

7. 典型案例
某风电场安装30MVar SVG后：

• 功率因数从0.8提升至0.98；

• 电压波动由±15%降至±2%；

• 年线损降低约12%，显著提高并网稳定性。

总结
SVG凭借快速响应、高精度补偿等优势，已成为智能电网不可或缺的无功调节设备。随着电力电子技术进步，其在新能源高渗透电网中的应用将更加广泛。