如上所述，基于晶闸管相位控制的动态无功调节步长不能小于20ms，无功功率补偿的平滑性要差一些。众所周知，IGBT的开关频率要比晶闸管高很多，因此对无功功率补偿的平滑性要求较高的情况下，可采用IGBT控制的动态无功补偿。基于IGBT控制的动态补偿电路分为两种：一种是电压型桥式电路；另一种是电流型桥式电路。两者的区别是直流侧分别采用的是电容和电感这两种不同的储能元件。对电压型桥式电路，需要串联电抗器才能回馈电网。对电流型桥式电路，需要并联电容器才能回馈电网。实际应用中，SVG大多数采用的是电压型桥式电路。因此SVG专指采用自换相的电压型桥式电路作为动态无功补偿的装置。基于IGBT动态补偿的电路如图7-17所示。电压型桥式电路控制系统包括电压电流检测电路、相位检测电路、单片机检测控制电路和PWM波调制电路。

1.基于IGBT动态补偿的电路原理

在图7-17中，电压电流和相位检测电路与图7-14完全相同，单片机检测电压、电流、相电压和相电流之间相位差的方法与图7-14完全相同。SVG系统正常工作时，单片机检测得到电动机的电压、电流，利用式（7-29）计算出应补偿的无功功率。由单片机控制电路输出控制信号，再通过控制PWM波调制电路输出PWM波驱动信号，从而控制IGBT，将直流侧的直流电压变换成与交流侧电网电压同频率的正弦电压，再经过平波电抗器滤波以后，补偿电网和负载中的无功功率。SVG输出的正弦电压经过滤波后可以忽略谐波，只考虑基波分量。

图7-17 基于电压型桥式SVG电路原理框图

2.基于IGBT的无功调节原理

由于SVG正常工作时，通过桥式逆变电路输出与电网同频率的交流电压，因此可以将SVG看作一个受控源U₁，将交流电网简化为一个电压源U_S，它和SVG之间的连接阻抗等效为一个电抗器，此时可以得到单相SVG等效电路，如图7-18a所示。电抗器上的电压U_L为U_S和U₁相量之差，电抗器上的电流I可由其电压U_L控制，改变SVG的输出电压U₁的幅值及相位，就可以改变U_L，从而改变I，也就是改变了SVG吸收无功功率的性质和大小。

图7-18 SVG等效电路与相量图

a）等效电路 b）吸收感性无功 c）吸收容性无功

图7-18所示的电路中，将连接电抗器视为纯电感，先不考虑其损耗及变流器的损耗，因此不必考虑SVG从电网吸收有功能量。在这种情况下，只需使U₁与U_L同相，仅改变U₁的幅值大小，即可控制SVG从电网吸收的电流I是超前还是滞后90°，并且能控制该电流的大小。当U₁小于U_S时，电流滞后系统电压90°，SVG从系统吸收感性的无功功率，如图b所示，当U₁大于U_S时，电流超前系统电压90°。SVG从系统吸收容性的无功功率，如图c所示。(www.daowen.com)

考虑连接电抗器的损耗和变流器本身的损耗（如管压降、线路电阻损耗等）时，可以将SVG总的有功损耗等效为连接电抗器的电阻损耗，则SVG的实际等效电路如图7_-19a所示。由于电阻的作用，电流超前和滞后工作的向量图如图7-19b、c所示。此时，变流器的电压U₁与电流I的相位差仍然是90°，而电网电压U_S与电流I的相位差不再是90°，而是比90°小了δ角，因此电网提供有功功率来补充SVG电路中的损耗。也就是说，相对于电网电压来讲，电流I中有一定量的有功分量。通过改变δ角，并且改变U₁的幅值，则产生的电流I的相位和大小也就随之改变，SVG从电网吸收或发出的无功功率也就因此得到调节。

图7-19 SVG等效电路与相量图（计及损耗）

a）等效电路 b）电流超前 c）电流滞后

另外，工程实际中，还有一种由直流侧提供损耗能量的方案，与上述所述由电网提供有功能量的方案不同。此时的工作相量图也与图7-19不同，电网电压U_S与电流I的相位差是90°，而变流器的电压U₁和电流I的相位差是90°+δ，如图7-20所示。

综上所述，与传统的以TCR为代表的SVC相比，SVG的调节速度更快，运行范围宽，而且在采取多重化或PWM技术等措施后，可大大减少补偿电流中谐波的含量。更重要的是，SVG使用的电抗器和电容元件，远比SVC中使用的电抗器和电容器要小，这将大大缩小装置的体积和成本。由于SVG具有如此优越的性能，是今后动态无功补偿装置的重要发展方向。然而，SVG也存在一定不足，包括：控制方法和控制系统比传统SVC复杂；要使用数量较多的大容量自关断器件，其成本比SVC使用普通晶闸管高得多。因此，SVG只需用小的储能元件而具有的总体成本的潜在优势，但也有待于随着器件水平的提高和成本的降低来推广应用。

另外，上面的两种动态补偿方法都是开环跟踪控制，SVG的调节速度快，无功补偿效果比较好。SVC的调节速度慢，无功补偿效果稍差一些。但一般情况下，对无功功率补偿精度要求不高时，都采用SVC补偿方法，SVC补偿装置成本低，TCR器件可靠性高。如果对无功功率补偿精确度要求很高，需要采用闭环控制。闭环控制还要增加一套电压电流检测电路和相位检测电路，成本大大增加。

图7-20 SVG等效电路与相量图（计及损耗）

a）电流超前 b）电流滞后