מה הם מכשירים ומדוע הם חשובים

(המערכות חשמל מודרניות מתמודדות עם דרישות גוברות ליציבות, יעילות ואמינות. פלוגות בדור (במיוחד ממערכות מתחדשות), שינויים בעומס ואירועי אשמה יכולים לגרום לסטיות מתח, תנודות כוח ואפילו Blackouts.FLT:0Flexible ACmission Systems (FAS) לתקני NLT1 לספק ערכת כלים רבת עוצמה עבור כלי רב עוצמה עבור מפעילי מערכת ההפעלה הבסיסית של 3D2FSTS) אך ורק כדי לשפר את הביצועים המסחריים באופן נרחב (Fensation)

פיצוי כוח תגובתי הוא הפונקציה הליבה של STATCOM ו- SVC.ללא תמיכה כוח תגובתית נאותה, מתח חבלי מתח, flicker, וחוסר יציבות להיות נפוץ, ציוד איום ומשך שירות. מאמר זה משווה את STATCOM ו-SVC על פני ממדים מרובים, עוזר מהנדסים, מנהלי פרויקטים ומקבלי החלטות לבחור את הפתרון ה-FACTS המתאים ביותר.

תגית: In-Depth Look

עקרון הפעלה

STATCOM (Static Synchronous Compensator) הוא ממיר של מקור מתח (VSC) מבוסס המכשיר.זה משתמש באלקטרוניקה כוחית - בדרך כלל IGBTs (Insulated Gate Bi קוטבי Transistors) או IGCTs - כדי ליצור גלציה מתח כי הוא מסונכרן עם הרשת.

ה-SttTCOM פועל בארבעה מרבעים של מטוס P-Q, כלומר הוא יכול לספק או לספוג כוח פעיל ופעולתי (למרות שהיכולת של כוח פעיל היא בדרך כלל מוגבלת לכמויות קטנות של הפסדים פנימיים) היכולת שלו לייצר מתח סינוסאידי עצמאי של מערכת AC נותן לו יתרון מפתח: STATCOM יכול לשמור על תפוק נוכחי מלא פעיל גם במהלך שבץ חמור, למטה לרמות נמוכות מאוד (Factient) ו- 0.

יישומים טיפוסיים

  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) מ"ה' (ב"ב)" (ב"ב) מ"התח"א, "חוות הרוח" או "המנוע הגדול" מתחיל.
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0) , נספח 1: , [15], [15], .
  • (ב) ב[[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]

יתרונות ומגבלות

(FLT:0) Advantages: FLT:1 תגובה מהירה באופן קיצוני (פחות ממחזור אחד, בדרך כלל 1-2 מ's), טווח הפעלה מתמשך רחב, הזרקת הרמונית נמוכה (הממירים הרב-דרגיים מודרניים), טביעת רגל קומפקטית, ואת היכולת לספק כוח תגובתי אפילו במתחים במערכת נמוכה מאוד.

(FLT:0) התחייבויות: 1.10LT: עלות ראשונית גבוהה יותר בהשוואה ל- SVCs, מורכבות שליטה גדולה יותר, צורך קירור מתוחכמת ותחזוקה של אלקטרוניקה כוח, והפסדים גבוהים יותר בעומס חלקי עקב החלפת והפסדים ממירים.

SVC: In-Depth Look

עקרון הפעלה

מתג Static VAR (SVC) הוא מכשיר FACTS מחובר כי משתמש בכורים הנשלטים על ידי Thyristor (TCR) ואת thyristor-switched capacitors (TSC) או capacitors קבוע (FC) תפוקה הכוח השבאקטיבית נוצר מגוון על ידי שליטה זווית הירי של השחקים, אשר משנה את התגובה היעילה של ענף TCR הוא גם נזקי 5CR.

בניגוד ל-SttCOMs, SVCs הם FLT:0impedance מבוסס 1Feloance מכשירים.התפוקה הנוכחית שלהם היא פרופורציה למתח המערכת: אם טיפות מתח, היכולת של SVC לספק טיפות זרם קיבוליבי באופן יחסי.

יישומים טיפוסיים

  • (ב) ,0) ,Steady-state Stress Regulation (FLT:1) במשלוח תת-קרקעי ואוטובוסים תעשייתיים.
  • (ב) ⁇ :0) כוח פעיל שמשלב בין 1 ל-1 במערכות עם וריאציות עומס הדרגתיות.
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0) ,(א) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0) אספקת חשמל ל-[[1924]] ו[[1924]]

יתרונות ומגבלות

(FLT:0) Advantages: FLT:1 עלות הון נמוכה יותר עבור MVAr, מוכחת מעקב עם אלפי מתקנים ברחבי העולם, מערכת בקרה פשוטה יותר, שסתום חג המולד חזק ואמינה (אוויר או מים קרירים), ויכולת להתמודד עם דירוגי חשמל תגובתיים גדולים (עד מאות מ"ר להתקנה).

(FLT:0) התחייבויות:FLT:1 , תגובה איטית (2-3 מחזורים), תמיכה במתח מוגבל במהלך חבלות עמוקות, דור של הרמוניות בעלות סדר נמוך (מסננים מהירים), טביעת רגל גדולה יותר בשל בנקים וכורים, ופעולות קפיאצ'יות דיסקרטיות שגרמה לא שליטה רציפה אלא אם כן TCR משמש לתקנה טובה.

הבדלים מרכזיים בין STATCOM ו-SVC

זמן תגובה

תגובת STATCOM היא כמעט מיידית - בדרך כלל בתוך 1-2 מ's. זה הופך את זה אידיאלי עבור יישומים הדורשים פיצוי מהיר של אירועים טרנספורמטים, מתנדנדות מתח, או arcnace flicker. SVC יש זמן תגובה של כ 25-50 מ"מ (אחד עד 50/60 הרץ מחזורים), מספיק לשינויים יציבים ודינמית אבל לא מספיק עבור כמה תרחישים מהירים יותר או מהירים יותר.

וולטאג לעומת האופייסטים הנוכחיים

SVC מתנהג כמו משתנה מעכב.ה זרם capacitive המקסימלי שלה הוא יחסית ליניארי למתח המערכת (V) כאשר מתח טיפות ל-0.pu, SVC יכול רק לספק 70% של זרם קיבוליבי הדירוג שלה. ATCOM, בניגוד, הוא מקור נוכחי: הוא יכול לספק או ליד הנוכחי שלו מדורג אפילו במתח נמוך מאוד (ירידה עד 0.12), רק על ידי מתח פנימי מוגבל יותר והפך הנוכחי.

ביצועים הרמוניים

SVCs לייצר זרמים הרמוניים משמעותיים בשל השליטה בשלב שלך (במיוחד במספרים מוזרים של היסוד, למשל, 5th, 7) מסננים הם חובה, הוספת עלות ומרחב. STATCOMs, במיוחד ממירים מודרניים (למשל, MMC - Modular Multilevel Converter), לייצר מתח כמעט נינואיד עם תוכן נמוך מאוד, או צמצום הצורך אפילו מסננים חיצוניים.

טביעת רגל ו-Leleout

SVCs דורשים כורים גדולים של אוויר, בנקים עתירי גבוה, ופילטר סניפים, וכתוצאה מכך טביעת רגל משמעותית (לעתים קרובות כמה אלפי מטרים רבועים עבור מתקן 100 MVAr). STATCOMs הם הרבה יותר קומפקטי כי הכוח השבאקטיבי שלהם מיוצר אלקטרונית ומאוחסן באופן מגנטי בקטן מחנכים או מהפך.

הפסדים ויציבות

בתפוקה מדורגת, הפסדים STATCOM גבוהים מעט יותר מאלה של SVC (בדרך כלל 1–2% של כוח מדורג לעומת 0.5-1% עבור SVC) עם זאת, הפסדים STATCOM נשארים קבועים יחסית בטווח התפעול, בעוד הפסדי SVC נמוכים בתפוקה חלקית, אך עלייה חדה כאשר מופעלים עם מוליכים גבוהה TCR.יתר על ידי , STATCOM יכול לפצות כוח ללא גרימת נזקי, הימנעות מהפסדים במחזור החיים, חייב לשקול ירידה של תחזוקת אנרגיה.

שמירה ואמינות

שני המכשירים הוכיחו רשומות אמינות.SVCs להשתמש בשסתוםיחת חשמל חזקים עם עשרות שנים של היסטוריה תפעולית; פריטי תחזוקה העיקריים שלהם הם מערכות מגניבות והחלפת בנק capacitor. STATCOMs להשתמש יותר מתקדם אלקטרוניקה כוח (IGs) עם תדרים מתקדמים יותר, הדורש קירור מתוחכם יותר ו ניטור תקופתי של בריאות מוליכים למחצה.עם זאת, עיצובים מודולריים מודולריים (למשל, תאים רב-דרג) מאפשרים תנודות חם של תכונות, שיפור של תכונות חלופיות, שיפור של תכונות.

השוואת מחירים

על בסיס חד-מיוובר, SVCs הם בדרך כלל 20-40% זול יותר מאשר STATCOMs עבור דירוגים בינוניים (למשל, 50-200 MVAr) הפער צרים עבור מערכות גדולות מאוד או קטנות מאוד. עם זאת, העלות הכוללת מותקנת חייבת לכלול עבודות אזרחיות, אדמה, מסננים, מערכות בקרה ושילוב של סטאט-TCOM יכול להשיל קצת יותר את העלות עבור ביצועים דינמיים, לעתים קרובות, ירידה משמעותית יותר, ירידה של כוח המשיכה של צמיחה של תהליכים קריטיים, וצמיחה, ירידה של השקעות משופרים, וצמיחה טובה יותר, וצמיחה, וצמיחה טובה יותר, דינמית, , דינמית, , , , דינמית, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , קיבולת שיפור קיבולת גבוהה יותר טוב יותר , , , , ,

מתי לבחור את STATCOM

בחרו ב-SttCOM כאשר המערכת שלכם דורשת:

  • תמיכה מהירה בלחץ מתח דינמי (למשל, עבור רוח או חוות סולאריות כדי לעמוד בדרישות נסיעה דרך תקלות).
  • פעילות ברשת חלשה או ליד גבול היציבות שבו מתחים הם תכופים.
  • מיזיגה של מתח flicker מן arc פרווה, ריתוך, או מ"ט מתגלגל".
  • הזרקה הרמונית מופחתת לתוך הרשת.
  • שטח התקנה קומפקטי (למשל, פלטפורמות offshore, תת-קרקעיות עירוניות).
  • היכולת להסדיר את המתח גם בתנאים קיצוניים (למשל, אובדן גנרטור גדול).

מתי לבחור SVC

SVC היא בחירה מתאימה ויעילה כאשר:

  • Steady-state או לאט משתנה ויסות מתח הוא הדרישה העיקרית.
  • הרשת חזקה יחסית (יחס קצר-כימי) כך שאפקטי ה-Sg הם קטנים.
  • דירוגי כוח תגובתיים גדולים (hundreds of MVAr) נדרשים עם טכנולוגיה מוכחת, בוגרת.
  • מגבלות תקציב טובות יותר בהוצאות ההון הנמוכות.
  • זיהום הרמוני יכול להיות מנוהל עם מסננים חיצוניים (או כבר קיים).
  • החלל אינו גורם מגביל.

שיקולים טכניים לאינטגרציה

מערכת בקרת מערכות תיאום

גם STATCOM ו- SVC יכולים להיות מצוידים בקרות משלים עבור לולאות שליטה מהירה יותר של כוח, רגולציה מתח עם droop, ותיאום עם שינוי הזנה של ה- FACTS אחרים. ⁇ TCOM מאפשר לו לחשק בין-area oscillations ביעילות רבה יותר. עבור SVC, רוחב הפס נשלט מוגבל על ידי העיכוב שלך.

הגנה על Overvoltage Protection

במהלך תקלות או החלפת אירועים, שני המכשירים חייבים להיות מוגנים מפני מתחזים. SVCs להשתמש ב- עקיצות שוברים ולהגדיל את המעצרים; STATCOMs מסתמכים על חסימת שער מהירה ועיגולים חמים. כי STATCOM יכול לפעול ברציפות במתח מופחת, זה עלול להימנע מנסיעה במהלך תקלות בקרבת מקום, ובכך לשפר את ההתאוששות של המערכת.

רמות ה-Voltage

SVCs בדרך כלל מחובר מתח בינוני (למשל, 13.8-34.5 kV) באמצעות מהפך צעד-הורד, או ישירות במתח שידור (למשל 230 kV) באמצעות קבוצות שסתום המחוברות לסדרת.TCOMs לעתים קרובות להשתמש במשנה הפיכה עם תגובה דליפה של 10-15% כדי להגביל את הפגמים הנוכחיים.

יישום אמיתי בעולם Scenarios

שקול חווה רוח גדולה המחוברת לרשת AV חלשה.עבור כל ענן עובר או גור רוח, הפלט של החווה יכול להשתנות על ידי עשרות MW, גרימת מתח לא מתקבל על הדעת flicker. An SVC עם זמן תגובה של 2-3 מחזורים עשוי להפחית flicker אבל לא לחסל אותו. ATCOM, להגיב בתוך חלק של מחזור, יכול לבטל flicker, כמעט לחלוטין, כמעט להבטיח בקרת רוח גבוהה על ידי החלפה עכשיו.

במפעל תעשייתי עם דחיסה גדולה המונעת מנוע שמתחילה כל כמה שעות, מתח סאג במהלך ההתחלה יכול לנסוע אלקטרוניקה רגישה. SVC בגודל בינוני (30 MVAr) יכול להגביר את המתח במהירות מספיק עבור צמחים רבים. עם זאת, אם הצמח יש גם arc פרווה, ה flicker המשולב ודרישות sag עשויים לדחוף את העיצוב לכיוון STATCOM.

על קווי שידור ארוכים (300 ק"מ או יותר), פיצויי הסדרה נפוצים, אך יש צורך בפיצוי משיכת שכר.SVCs כבר בשימוש במשך עשרות שנים ביישומים כאלה כדי לשמור על מתח לאורך הקו במהלך שינויים עומס והתאמות.היום, הכלים הם יותר רטרוfitting STATCOMs באזורים חלשים כדי לשפר את יציבות transient ולאפשר העברות כוח גבוהות יותר.

מגמות עתידיות: MMC ופתרונות היברידיים

ה-MMC (MMC) ה-MMC) הפילוסופית של עיצוב STATCOM. היא מציעה דרוגיות, הפסדים נמוכים, פליטות הרמוניות נמוכות, ומבוססות על עלויות IGBT ירידה, MMC-STATCOMs הופכים ל-upitive במחיר עם SVC גדולים, במיוחד כאשר מסנן ועלויות אזרחיות כלולים כעת.

בנוסף, העלייה של אחסון אנרגיה סוללות משולב עם STATCOM (הידועה בשם SVC אור או דומה) מאפשרת הזרקת חשמל פעילה במהלך זמני חולפים קצרים, שיפור נוסף של תמיכה ברשת.התכנסות של המרת חשמל ואחסון תמשיך לטשטש את הקו בין מכשירים מסורתיים של FACTS ומשאבים מבוססי מופנם מודרני.

מסקנה: לעשות את הבחירה הנכונה לפרויקט שלך

ההחלטה בין STATCOM ו- SVC חייבת להיות מבוססת על ניתוח מקיף של דרישות חשמל, מגבלות כלכליות ומטרות תפעוליות.אין פתרון אחד מתאים לכל; הבחירה הטובה ביותר היא זו המספקת את הביצועים הדרושים בעלות הנמוכה ביותר לאורך כל החיים של הנכס.עבור פרויקטים שבהם תגובה דינמית, נסיעה בלחץ מתח וביצועים הרמוניים הם ראשוניים, סטטקו מייצג השקעה עתידית מוכחת עבור פרויקטים יציבים ודרישה גבוהה מדי, עדיין תחת אחריות גבוהה יותר, ודרישה אמינה.

לעסוק עם יועצים מנוסים מערכת חשמל וספקי ציוד מוקדם בשלב העיצוב.ניהול מערכות מחקרים (זרימת עומס, מעגל קצר, יציבות חולפת, ניתוח הרמוני) כדי לכמת את ההבדל הביצועים בין STATCOM ו- SVC ברשת הספציפית שלך.עם ניתוח זהיר, באפשרותך לבחור את מכשיר FACTS המספק את היציבות, היעילות והאמינות שהרשת שלך דורשת.

קריאה והערות נוספות

(ב) צלילה טכנית עמוקה יותר, להתייעץ עם תקן IEEE 1538-2004 (התייחסות ליישומים של STATCOM) ו- IEEE Standard 518-1982 עבור SVC בקרת הרמונית (IMF) של ניירות לבנים מהיצרנים המובילים כגון FLT:0Siemens FACTS תיק פורטר 1 ו-FLT: 2ABB (Hitachi Energy) פתרונות אנרגיה FACTSLT 3 מספקים מחקרים ו-FIDEROCTSERITION