📚 课程目录第2章 SVG无功补偿装置容量选型与动态响应校核

2. SVG无功补偿装置容量选型与动态响应校核

从无功缺额到容量选型：先算“需要补多少”

SVG（静止无功发生器）容量选型的核心依据是并网点在目标工况下的最大无功缺额，而不是负荷铭牌功率。工程上通常按以下顺序确定：

由负荷有功 P、功率因数 cosφ₁ 与目标 cosφ₂ 计算补偿前后所需无功，得到无功缺额 ΔQ。
叠加电压波动引起的无功需求变化，取波动区间内的最大值作为容量下限。
考虑 SVG 输出能力随并网点电压下降而降低（低电压时电流受限），对容量进行裕度修正。
按标准容量档位向上取整，得到选型容量 S_SVG。

示例：某并网点负荷 P=2.0 MW，补偿前 cosφ₁=0.82，目标 cosφ₂=0.98。则

Q1 = P·tan(arccos0.82) = 2.0 × 0.698 = 1.396 Mvar
Q2 = P·tan(arccos0.98) = 2.0 × 0.203 = 0.406 Mvar
ΔQ = Q1 − Q2 = 0.990 Mvar

若电压波动区间内无功需求再增加约 0.15 Mvar，则容量下限约 1.14 Mvar；考虑低电压输出折减与 10% 裕度，选型可取 1.5 Mvar 档位。

动态响应校核：容量够不等于电压能恢复

容量满足后，还需校核 SVG 的动态响应时间是否满足并网点电压恢复要求。校核对象是“电压跌落—SVG 输出无功—电压回升”这条信号链，关键参数包括：

电压跌落深度 ΔU 与持续时间 t_d；
SVG 指令响应时间 t_r（从检测到电压偏差到输出电流达到目标值 90% 的时间）；
并网点短路容量 S_k 与系统阻抗特性；
电压恢复目标值 U_target 与允许恢复时间 t_rec。

校核判据：若 t_r ≤ t_rec 且 SVG 在跌落期间能输出所需无功，则动态响应满足要求；否则需提高响应速度或增大容量。

校核计算示例与判据

以示例数据校核：并网点电压跌落 15%，持续时间 200 ms，要求电压在 100 ms 内恢复至 0.95 p.u. 以上。SVG 响应时间 t_r=20 ms，输出无功 Q_out=1.2 Mvar（低电压折减后），大于所需 ΔQ=0.99 Mvar。由于 t_r=20 ms ≤ t_rec=100 ms，且 Q_out ≥ ΔQ，校核通过。

若校核不通过，优先检查：SVG 响应时间是否因滤波或检测延时被拉长；低电压时电流限幅是否导致 Q_out 不足；容量档位是否偏小。可先提高响应速度，再考虑增大容量。

选型与校核速查表

项目	符号	示例值	判断依据
负荷有功	P	2.0 MW	实测或设计值
补偿前功率因数	cosφ₁	0.82	负荷特性
目标功率因数	cosφ₂	0.98	并网要求
无功缺额	ΔQ	0.990 Mvar	Q1−Q2
电压波动附加	ΔQ_u	0.15 Mvar	波动曲线
选型容量	S_SVG	1.5 Mvar	向上取档
响应时间	t_r	≤20 ms	装置参数
恢复允许时间	t_rec	≤100 ms	并网要求
校核结论	—	通过	t_r≤t_rec 且 Q_out≥ΔQ