圖3:1顯示了SVG的三種運行模式:
SVG與電網並聯，相當於壹個可變無功電流源。其無功電流能隨負載無功電流的變化而快速變化，自動補償系統所需的無功功率。SVG因其極快的響應速度，也被稱為靜止同步補償器(STATCOM)。
SVG這種可靠性更高、基本無諧波汙染、體積更小、對環境適應能力更強的動態無功補償裝置，將在電力系統動態無功補償、動態調壓、變電站低電抗和高電抗、冶金、電氣化鐵路等地方的動態無功補償等領域發揮積極作用。
圖3.2顯示了SVG的原理圖。(衛星連接)
圖3.2 SVG設備示意圖(衛星連接)
功率單元由IGBT整流，中間是電容濾波和儲能，輸出側是由四個IGBT組成的H橋。電路結構如下圖3.3所示。
圖3.3功率單元電路結構
在任何時候，每個電池只有三種可能的輸出電壓。如果G2和G3導通，A到B的輸出電壓為+U；如果G1和G4開啟，A到B的輸出電壓將為-U；如果G1和G3或G2和G4打開，從A到B的輸出電壓將為0V。通過控制四個IGBT g 1、G2、G3和G4的導通和關斷狀態，可以在A和B輸出端獲得U的等幅PWM波形。改變PWM波形中正負電壓的占空比，改變功率單元輸出電壓中交流基波的大小。
G5是壹個出血的IGBT。當單元母線電壓超過壹定幅度時，G5導通，降低母線電壓，使單元母線電壓正常，設備正常運行。
上圖說明了如何通過改變四個IGBT的G1、G2、G3、G4的觸發脈沖來實現功率單元的變壓變頻輸出的基本原理。功率單元的PWM輸出波形如下圖3.4所示。
圖3.4顯示了功率單元的PWM輸出。
在實際系統中，控制器利用處理器根據當前需要的輸出電壓和頻率產生G1、G2、G3、G4的觸發脈沖，並通過光纖傳輸到功率單元。由於功率單元逆變橋與橋臂上下管不能直接連接，所以需要考慮合適的互鎖時間，以便在每個功率單元的輸出端獲得所需大小和頻率的交流基波電壓輸出。
SVG的輸出側由各單元的A、B輸出端串聯而成，按照星形連接向電網輸出相應的電壓，中性點懸空。雖然每個功率單元的輸出都是等幅PWM電壓波形，但是它們之間有壹定的相移。通過串聯疊加，可以得到正弦階躍PWM波形。
圖3.5各單元輸出電壓和疊加相電壓波形(4級)
圖3.6電池輸出電壓和疊加相電壓波形(電平7)
從上面的波形圖可以看出，SVG提供的輸出電壓正弦非常好。每個功率單元的開關頻率可以很小(以減少器件損耗和發熱)，但SVG輸出電壓的等效開關頻率很高，只有少量極高次諧波和壹定的相移。通過串聯疊加，可以得到正弦階躍PWM波形。SVG采用了這種單元串聯的結構，使得SVG設備能夠實現單元旁路功能(該功能為選項)。當壹個單元發生故障時，通過閉合與功率單元輸出端並聯的繼電器，它將被旁路出系統，而不影響其他單元的運行。