1. 课程导入与SVG技术定位

在新型电力系统中，电能质量问题正从“偶发扰动”演变为“常态挑战”。光伏逆变器、风电变流器、储能PCS、变频器、UPS、LED驱动电源、电弧炉、轧机等大量非线性负荷与电力电子装置接入电网，使电流波形不再是纯净正弦，谐波、间谐波、次同步振荡、高频开关纹波等问题相互交织。与此同时，电网中电容补偿装置、长距离电缆、变压器漏抗与线路电感构成的谐振路径，又可能把某个频率的谐波放大数倍甚至数十倍，导致电容器鼓包、熔断器频繁熔断、变压器过热、保护误动、通信干扰，严重时引发系统振荡甚至大面积停电。

本课程讨论的核心对象是静止无功发生器（SVG，Static Var Generator）。需要先明确：这里的“SVG”不是网页矢量图形，而是电力电子无功补偿装置。它通常由电压源型逆变器（VSI）、直流母线电容、连接电抗器（或耦合变压器）、电流/电压采样与控制器组成，通过快速调节输出电流的幅值与相位，向电网注入或吸收无功，实现母线电压稳定、功率因数校正与动态无功支撑。与传统的TCR、TSC、MSC等补偿装置相比，SVG的响应时间可做到毫秒级，输出连续可调，且不会像无源滤波器那样因系统阻抗变化而失谐。

但SVG的价值不止于“补无功”。在谐波治理场景中，SVG可以扩展为具备有源滤波能力的SVG-APF复合装置：一方面补偿基波无功，另一方面通过多同步旋转坐标系或比例谐振（PR）控制，对5次、7次、11次、13次等特征谐波电流进行选择性补偿。在新能源场站中，SVG还承担电压穿越、次同步振荡阻尼、宽频带阻抗重塑等任务。因此，学习SVG必须同时掌握三条主线：无功补偿与电压稳定、谐波抑制与滤波控制、系统稳定性与阻抗交互。

为了把“谐波抑制”和“稳定性分析”放在同一张图上理解，下面用一张信号链与阻抗关系图展示SVG接入电网后的关键环节。图中左侧是电网与非线性负荷，中间是SVG主电路与控制环，右侧是负载与母线，底部给出谐波源、谐振路径和稳定性判据的对应关系。

从图中可以看到，SVG并不是孤立设备。它的输出电流会与系统阻抗、负荷谐波电流在PCC处叠加，形成新的电压波形。如果控制带宽过高、锁相环（PLL）动态与电网阻抗不匹配，或者LCL滤波器参数与电网阻抗在某一频率发生谐振，原本用于抑制谐波的装置反而可能成为新的振荡源。这就是为什么本课程把“谐波抑制”与“稳定性分析”放在一起讲：抑制效果取决于阻抗关系，稳定性决定了抑制能否持续有效。

下面用一个典型工程问题导入。某10 kV母线，短路容量 Ssc = 120 MVA，系统等效电感 Ls ≈ 0.22 mH（按50 Hz、X/R≈10估算）。母线上接有一组5 MVA的TCR型SVC和一台2 MVA的SVG，同时有6脉波整流负荷，主要谐波为5次、7次。若在PCC处并联一组5次单调谐无源滤波器，电容C与电抗L按5次谐振设计，即 5ωL = 1/(5ωC)。当系统运行方式变化、Ls增大时，谐振点会偏移，5次谐波可能被放大。此时若SVG仅做基波无功补偿，不参与谐波抑制，THDi可能从6%升至12%以上；若SVG投入5次谐波补偿，并采用PR控制器在250 Hz处提供高增益，则可将5次谐波电流降低60%～80%。但若PR增益过高、相位裕度不足，系统在250 Hz附近可能出现持续振荡，表现为母线电压周期性波动、SVG输出电流出现低频包络。

本课程后续将围绕以下能力展开：第一，能根据短路容量、负荷谐波频谱和SVG容量，初步估算谐振频率与谐波放大倍数；第二，能设计SVG的电流环、电压环和PR参数，并说明带宽、相位裕度与谐波增益之间的取舍；第三，能使用阻抗分析法或Nyquist判据判断系统稳定性；第四，能针对现场THDu超标、电容器过热、SVG振荡等典型问题，给出可执行的排查顺序和整改措施。学习时建议始终带着一个具体工程对象：一条母线、一组负荷、一台SVG、一组滤波器，把每个公式和参数都落到这个对象上，避免只记结论不会用。

最后给出本课程建议的入门检查清单，便于在进入后续章节前建立整体判断框架：