现在主要的动态补偿方式为TCR型SVC、MCR型SVC和SVG三种方式，以下分别介绍这三种动态无功补偿方式的原理，并且通过占地面积、响应速度、损耗、噪音等性能指标来论述这三种补偿方式的特点。

一、MCR型动态无功补偿装置

MCR+FC型动态无功补偿装置

上世纪60年代由英国GEC公司制成一台自饱和电抗器型SVC，后期俄罗斯人演变为可控饱和电抗器（CSR）型，也可称为MCR型动态无功补偿装置。其原理是三相饱和电抗器的工作绕组并联在电网上，通过改变饱和电抗器的直流控制绕组的励磁电流，借以改变铁心的饱和特性，从而改变工作绕组的感抗，达到改变其所吸收的无功功率的目的。

MCR无功补偿原理

磁阀式可控电抗器的主铁心分裂为两半（即铁心1和铁心2），截面积为A,每一半铁心截面积具有减小的一段，四个匝数为N/2的线圈分别对称地绕在两个半铁心柱上（半铁心柱上的线圈总匝数为N），每一半铁心柱的上下两绕组各有一抽头比为δ=N2/N的抽头，它们之间接有晶闸管KP1(KP2),不同铁心上的上下两个绕组交叉连接后，并联至电网电源，续流二极管则横跨在交叉端点上。在整个容量调节范围内，只有小面积段的磁路饱和，其余段均处于未饱和的线性状态，通过改变小截面段磁路的饱和程度来改变电抗器的容量。

在电源的一个工频周期内，晶闸管KP1、KP2的轮流导通起了全波整流的作用，二极管起着续流作用。改变KP1、KP2的触发角便可改变控制电流的大小，从而改变电抗器铁心的饱和度，以平滑连续地调节电抗器的容量。

占地面积

由于MCR没有像TCR一样采用晶闸管阀组以及空心相控电抗器，而是采用晶闸管控制部分饱和式电抗器，因此，比TCR面积要小。

响应速度

MCR型SVC的响应速度一般在100~300ms之内。可控式饱和电抗器铁芯内的磁通有惯性，从空载到额定的变化，一般在秒级以上。虽然现在也可采取一些措施提高MCR型SVC的响应速度，但一般也很难低于150ms。

根据有关文献，磁阀式可控电抗器的响应时间由下式(1)确定。其中，n为磁阀式可控电抗器容量从空载到额定值所需的工频周期数，δ为抽头比。例如，MCR抽头比为0.05时，可得响应速度约为10个周期，即200ms；如果抽头比更小，则响应速度更慢。

(1)损耗

可控电抗器在额定负载时，铁芯工作在磁饱和区域，在这种结构下，磁饱和时的边缘效应显著，由于磁阀交替饱和，在磁阀附近铁芯区域存在较大的横向磁场分量，因此增了电抗器铁芯和绕组的附加损耗，通常约为2%--4%。

目前，MCR经过不断的技术革新，损耗也有所下降，但是始终不会低于铁芯式电抗器的额定损耗。铁心式电抗器的国家标准，按照其容量不同，额定损耗一般为1.2~2%之间。因此，实际运行中，小于5万MVar的MCR式动态补偿的损耗不会小于1.8%

谐波电流

如电抗器部分投入，电抗器与负荷产生的谐波将同时出现。

运行噪音大、振动大

由于铁芯式饱和电抗器的固有特点，因此实际运行过程中噪音很大，振动很厉害。人长时间靠近对身体有害，牛羊等动物则本能的不愿意靠近。

武钢热轧（比利时沙成电力设备厂产品）MCR噪音实测达120分贝。

无功控制范围小

饱和电抗器属于非线性元件，使得工作绕组的电流不能有效跟随控制绕组（励磁绕组）电流的变化而变化，也即补偿的无功功率有过补和欠补现象发生。为了抑制过补偿现象，设计时把控制电流限制为铁心完全饱和时电流的0.85以下，也就是说MCR的无功控制范围在0～85%之间，而不是0～100%之间。

应用

MCR型SVC在0.38kV可有效的配合电容投切较适用。在10kV~35kV这个电压等级国外没有厂家作为产品生产，国内也几乎没有业绩。MCR型SVC设备技术门槛较低，损耗较大，在中压段应用很少。

二、TCR型SVC（静止型动态无功补偿装置)

TCR+FC型SVC设备的原理

设备由TCR和FC两部分组成，FC向系统提供固定的容性无功并滤除高压母线上的各次谐波；TCR为晶闸管串联电抗器装置，由控制系统实时跟踪负荷变化来改变晶闸管触发角从而向系统提供实时可变的感性无功。容性无功和感性无功的相位相反，二者相加将改变无功变化量，从而达到抑制电压波动、提高功率因数等作用。FC是直挂于高压母线下多组固定不变的滤波器，其滤波阻抗曲线固定不变，能将负荷变化过程产生的变化的谐波有效滤除，达到国标要求；TCR快速跟踪负荷变化（响应时间小于10ms）。

TCR+FC型SVC的无功补偿原理

-电网负荷产生的动态感性无功功率

-TCR设备提供的动态感性无功功率

-滤波器组（或电容器组）提供的固定无功功率

占地面积

由于TCR式SVC采用高压晶闸管阀组以及空心式相控电抗器，以及FC滤波器组，因此相应占地面积较大。

响应速度

由图十可以看出，TCR+FC型SVC设备动态部分为采用的是晶闸管相控电抗器，可以保证SVC动态部分的响应时间小于10ms，且为平滑调节，满足负荷动态无功补偿快速、精确的要求。

谐波的治理

TCR+FC型SVC设备，通过FC部分设置与电网特征谐波相同的滤波器对谐波进行滤除。但TCR本身也属于整流负荷，当TCR投入工作时也产生一定量的谐波电流。

三相不平衡的治理

将不对称的电流进行分解，可以得到正序和负序电流，其中负序电流将使电力系统中以负序电流为起动元件的许多保护及自动装置产生误动作。

由于负序及正序的相序相反，注入旋转电机后产生附加电动力，引起振动及附加损耗。

荣信公司的SVC设备，采用STEINMETZ理论，可以有效地治理三相不平衡问题，减小不平衡度。

当不平衡负荷中每相间负荷既有有功Pab、Pbc、Pca，又有无功Qab、Qbc、Qca时，相间无功可用角接补偿网络来补偿，不平衡有功可以用另外两个相间电纳来平衡。

角接补偿网络：

Brab=-BLab+（GLca-GLbc）/

Brbc=-BLbc+（GLab-GLca）/

Brca=-BLca+（GLbc-GLab）/

补偿后的电路中，电流是完全平衡的，且功率因数为1。

STEINMETZ理论不仅能够提高功率因数，而且具有良好的分相调节能力，抑制负序电流达70%以上。上述理论成功应用于多个工程项目，为用户电能质量综合治理取得了良好的效果。

设备损耗

SVC设备直接安装在高压侧，工作电流小，经统计，TCR型SVC设备的平均损耗为设备补偿容量的0.3%～0.4%。

调节特性

TCR+FC型SVC通过调节晶闸管的触发角来改变TCR的无功输出，而荣信公司的TCR触发精度可以小于0.1电角度，所以可以得到线性平滑的无功输出。

应用

TCR+FC型SVC设备广泛应用在电力系统、冶金、煤矿、电气化铁路等行业，技术先进，应用广泛，荣信有数百套SVC设备在以上行业中运行。

三、SVG型动态无功补偿装置

3.1控制原理说明及框图

3.1.1供电系统结构

一般电力系统用户负荷吸收有功功率和无功功率。

3.1简单的负荷连接

电源提供有功功率PS和无功功率QS（可能为感性无功，也可能是容性无功），忽略变压器和线路损耗，则有没有足够无功补偿的电网存在以下几个问题：

1）电网从远端传送无功；

2）负荷的无功冲击影响本地电网和上级电网的供电质量；

3）负荷的不平衡与谐波也会影响电网的电能质量；

因此，电力系统一般都要求对用电负荷进行必要的无功、不平衡与谐波补偿，以提高电力系统的带载能力，净化电网，改善电网电能质量。