至此，有关SVG基本工作原理的内容已经结合其相对于传统SVC装置的优点进行了详细介绍。当然，SVG的控制方法和控制系统显然要比传统SVC复杂，这在下文中将进一步看到；另外，SVG要使用数量较多的较大容量自关断器件，其价格目前仍比SVC使用的普通晶闸管高得多，因此，SVG由于用小的储能元件而具有的总体成本的潜在优势，还有待于随着器件水平的提高和成本的降低来得以发挥。这些都是SVG目前的困难所在。还应该说明的是，如果对SVG补偿的无功电流或无功功率进行反馈控制，则其响应速度也将超过传统SVC，显示了SVG的又一优势。特别是如果将电流跟踪型PWM技术应用于SVG中，则可以实现对SVG电流的瞬时控制，其动态性能将更加优越，这时SVG的工作原理用受控的无功电流源来描述可能比用交流电压源来描述更为确切。其具体控制方法在下文中将作详细论述。
5.4.2 控制方法
作为动态无功补偿装置的类型之一，SVG的控制不论是从大的控制策略的选择来讲，还是从其外闭环反馈控制量和调节器的选取来说，其原则都与传统的SVC装置是完全一样的。如控制策略的选择应根据补偿器要实现的功能和应用的场合，以决定采用开环控制、闭环控制或者二者相结合的控制策略。而外闭环反馈控制量和调节器的选取也应根据补偿器要实现的功能，例如要实现改善电压调整的功能，控制系统即需采用系统电压的外闭环反馈控制，设置电压调节器，如果还要附加其它补偿功能，则可以采用如图5-19所示的附加闭环和调节器来修正系统电压参考值的方法。这些，都可以参考本书5.2.3节的内容。
在控制上SVG与SVC的区别在于，在SVC中，由外闭环调节器输出的控制信号是作为SVC等效电纳的参考值Bref，以此信号来控制SVC调节到所需的等效电纳，而在SVG中，外闭环调节器输出的控制信号则被视为补偿器应产生的无功电流（或无功功率）的参考值。正是在如何由无功电流（或无功功率）参考值调节SVG真正产生所需的无功电流（或无功功率）这个环节上，
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形成了SVG多种多样的具体控制方法。而这与传统SVC所采用的触发角移相控制原理是完全不同的。
由无功电流（或无功功率）参考值调节SVG产生所需无功电流（或无功功率）的具体控制方法，可以分为间接控制和直接控制两大类。下面将分别加以介绍。因为在系统电压值基本维持恒定时，对无功电流的控制也就是对无功功率的控制，因此下文中均以无功电流的控制来说明。实际上，SVG的电流控制任务中还应该包括对有功电流的控制，以补偿电路中的有功损耗。因此，更准确地讲，间接控制和直接控制这两类具体控制方法应该是针对SVG的总电流的。
5.4.2.1 电流的间接控制
所谓间接控制，就是按照前文所述SVG的工作原理，将SVG当作交流电压源看待，通过对SVG变流器所产生交流电压基波的相位和幅值的控制，来间接控制SVG的交流侧电流。
分析图5-32所示的SVG工作相量图，以吸收滞后电流为例，
?S、变流器交流侧基波电压V?I和连接电抗压降由图中电网电压V?L构成的三角形关系，可得如下等式： VVLVSVI （5-10） ????sin?sin(90??)sin(90????)?I与V?S的相位差，以V?I超前V?S时为正，?为连接电抗器其中?为V的阻抗角。故得
VL?VSsin? （5-11） cos?据此可推导出稳态时SVG从电网吸收的无功电流和有功电流有效值分别为：
IQ??VLX2?R2VSsin2?2Rsin(90???) （5-12）
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IP??VLX2?R2cos(90???) （5-13）
VS(1?cos2?)2R可以证明，如果无功电流的符号以吸收滞后无功为正，吸收超前
?I滞后于V?S，SVG从电网吸收超前无功电流时，无功为负，则当V其稳态仍然满足式（5-12）和（5-13），只不过此时其中的?和IQ
均为负。稳态下IQ和IP与角?的关系绘成曲线即如图5-35所示。可见在?角绝对值不至太大的范围内，?与IQ接近为线性的正比关
?I相对V?S的超前角?来控制SVG吸收的无系。因此可以通过控制V功电流。
VI IP o IQ ? 图5-35 IQ、IP和VI与角?的关系
另外，由式（5-10）还可得
VI?VScos(???) （5-14）
cos?也就是说，稳态下角?与变流器交流侧基波电压的大小也是一一对应的，如图5-35中VI与?的关系曲线所示。
这样，就可以得到如图5-36所示最简单的控制方法。无功电流的参考值IQref乘以一个比例系数后即作为角?的指令，或者令比例系数为1，直接将IQref作为角?的指令，从而控制SVG变流器，使SVG实际吸收的无功电流IQ按照式（5-12）或图5-35所示关系变化。为说明波形原理图5-36b示出了交流侧输出为方波的变
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流器的情况，图中vS与vI均为线电压，而i1为电流中的基波分量。由于稳态时?和变流器交流侧电压基波有效值VI满足式（5-14）所示的一一对应关系，所以改变?角时，不用改变方波的脉宽?，VI会自动跟着变化。实际上，VI随着?的变化而自动地变化是通过变流器直流侧电压的变化实现的。在改变?角后的暂态调节过程中，变流器将吸收一定的有功电流，因而直流侧电容被充电或放电，引起直流电压Vd的变化，从而使得交流侧输出方波的幅值变化，也就改变了其基波的有效值。暂态调节过程过后，系统进入新的稳态，直流电压稳定在某一新值，这个值对应交流侧输出方波的基波分量有效值VI必然满足式（5-14）。
IQref 比例系数 vI ? vS i1 ? SVG主电路 IQ
Vd ?
a） b）
图5-36最简单的间接控制法 a）控制方法示意图 b）电压和电流波形
如果在这种控制方法基础上对SVG吸收的无功电流（或无功功率）进行反馈控制，如图5-37所示，则对无功电流的控制精度和响应速度都将得到显著提高[120]。在这里，对无功电流大小的检测也有多种方法，其中以dqo坐标变换法（也称Park变换，或旋转矢量坐标变换[121,122]）和基于瞬时无功功率理论（本文下一章有详细介绍）的检测方法速度最快。
IQref PI调节器 ? SVG主电路 IQ
图5-37 对无功电流进行闭环控制的间接控制法
提高SVG对无功电流控制的响应速度的另一个办法是，根据稳态时角?与变流器交流侧电压基波有效值VI应有的一一对应关系，在控制变流器交流侧方波脉冲超前角?（也即变流器等效交流
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电压源的相位）的同时，相配合进行方波脉冲宽度角?（也即等效交流电压源幅值或者说VI）的控制，这样就不必通过直流侧电容充放电改变直流电压这样的较慢过程来自动调节VI的值进入下一稳态，而是直接通过改变变流器交流侧输出方波脉冲的宽度来使VI调节到当前?角对应所需的稳态值。由于没有了直流电容充放电的动态调节过程，SVG无功电流的响应速度便会提高，而且直流电压也可以维持不变，这对装置也是有利的。不过，控制电路所发出的?角和?角的控制信号必须密切配合，而且由式（5-14）可知这种配合关系是由主电路参数决定的，因此主电路参数必须已知，而且控制效果将受到主电路参数漂移的影响。另外，要确实维持直流侧电压恒定，往往还需要引入直流电压的反馈控制。同样，为了提高控制精度也可以引入电流的反馈控制。
IQref PI调节VIqref VIdref dq ?L ? ?? vdref vd ?L 直流电压 IPref 调节器 PI调节? SVG 主电路 ia ib ic abc dq -1 Iq Id VS 图5-38 ?角和?角配合控制的一种方法
图5-38给出了一种采用?角和?角配合控制的控制方法示意
图[123]，其中?L即为SVG连接电抗的参数。该控制方法引入了SVG吸收的无功和有功电流的反馈控制，并采用dqo坐标变换法检测SVG吸收的无功和有功电流。由于坐标变换时取d轴与三相电源电压旋转空间矢量同方向，所以图中SVG电流的d轴分量Id就反映了SVG从电网吸收的有功电流的大小；考虑到q轴比d轴超前90°，若以吸收滞后无功为正的话，则可以用-Iq表示SVG从电网吸收的无功电流。该方法中还采用了直流电压的反馈控制，且直流电压调节器的输出作为有功电流的参考值。此外，图中dq
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