דרישות ה-Edvet of Modern Power Systems

מערכות כוח מודרניות להתמודד עם אתגרים חסרי תקדים של שילוב אנרגיה מתחדשת, הגדלת עומס פנוי, ותשתיות ההזדקנות.יציבות וולטאז וניהול כוח תגובתי הפכו קריטיים כדי להבטיח הפעלה אמינה, מניעת מהירויות, ושמירה על איכות כוח. מערכות Transmission Systems גמישות (FACTS) מכשירים התפתחו ככלי חיוני עבור מפעילי רשת, המציע שליטה דינמית על מתח, תנופה וכוח.

הרעיון של מכשיר ה-FACTS היברידי אינו רק פעילות אקדמית; הוא מייצג פתרון מעשי למגבלות רשת בעולם האמיתי.על ידי מיזוג התגובה המהירה והרציפה של STATCOM עם הכוח הגבוה, יכולת חסכונית של SVC, מכשיר כזה יכול להציע גמישות תפעולית מוגברת, שליטה בלחץ רחב יותר של תנאים, והורדת ציוד הופך להיות דינמי יותר עם תוספת של רוח סולארית, ויישומים היברידיים, מאחורי מערכת ניהול פונקציונליות מפורטת של אנרגיה, ויציבות מרכזית של מערכת ניהולית, ויציבות משולבת, יש צורך מרכזי של מערכת ניהולית, ויציבות משולבת, יש צורך מרכזי של מערכת ניהולית, ויציבות עיצובית, ויציבות משולבת, עומד על פני מגוון רחב יותר, ויציבות של מערכת ניהולית, ויציבות משולבת, ויציבות משולבת, ויציבות של מערכת ניהולית, ויציבות משולבת, ויציבות מרכזית של מערכת ניהולית, ויציבות של מערכת ניהולית, ויציבות של מערכת ניהולית, ויציבות משולבת, ויציבות של מערכת ניהולית, ויציבות משולבת, ויציבות משולבת, יהיה מרכזי של מערכת ניהולית של מערכת ניהולית, ויציבות משולבת, עומד על פני מגוון רחב יותר ויותר יעילה יותר, ויציבות של מערכת ניהולית, ויציבות משולבת, ויציבות משולבת, ויציבות משולבת, ויציבות משולבת, ו

הבנה של STATCOM ו-SVC: עקרונות הליבה וההבדלים

Static VAR Compensator (SVC)

ה- SVC הוא מכשיר FACTS המחובר ל-Fristor המשתמש בכורים מבוקרים של Thyristor (TCR) ו- Thyristor-switched capacitors (TSC) כדי להסדיר את המתח על ידי התאמת תפוקה כוח תגובתי.זה פועל על ידי חיבור או ניתוק של בנקים ובנקים של מערכת היבואר באמצעות מוסטטור, מספק יכולת הפעלה רציפה או קבועה של SVC היא בדרך כלל נמוכה של תפקוד נמוך של חשמל, אך ורק 2, אך ורק לאחר שיפור קבוע של כוח עליון, אך ורק 2 ליטרים של כוח עליון, אך ורק 2, כלומר, כלומר, כלומר, עם זאת, 000 מוגבל של כוח עליון, 000 כוח עליון, עם מגבלות כוח חוזר גבוה יותר, עם זאת, 000 כוח חוזר, 000 מוגבל של כוח יציב של כוח, עם זאת, עם זאת, עם זאת, 000 כוח פעיל, 000 כוח חוזר קבוע, 000 כוח חוזר, עם זאת, 000 כוח פעיל, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, 000 כוח פעיל, 000 כוח פעיל, 000 כוח פעיל, 000 כוח פעיל, 000 כוח חוזר קבוע, 000 כוח פעיל, 000 כוח פעיל, 000 כוח פעיל, 000 כוח פעיל, 000 כוח פעיל, 000 כוח פעיל,

Static Synchronous Compensator (STATCOM)

הדירוגים הסטילויים, לעומת זאת, הוא ממיר של מקור מתח (VSC) שיוצר או סופג כוח תגובתי על ידי יצירת מתח סינוסי בתדירות הבסיסית.על ידי שליטה בגודל ובשלב של מתח זה ביחס למערכת AC, ה-StanceTCOM יכול להחליף כוח דינמית כמעט באופן מיידי, עם זמני תגובה של כמה מ"תות.

למה לשלב את STATCOM ו- SVC? The Rationale עבור מכשיר היברידי

לא לעמוד בפני סטאטקום ולא SVC יכול לספק את הפתרון האופטימלי לכל תנאי התפעול. An SVC הוא עלות יעילה עבור תמיכה כוח תגובתי רב, אבל לא יכול להגיב במהירות למגמות מהירות או לשמור על תפוקה מלאה במהלך דיפולציות מתח עמוק.ACOM מציעה שליטה מהירה, רציפה אך בעלות גבוהה יותר עבור MVAr ומגבלות בקיבולת כוח חוזרת הכוללת עקב המרת דרישות קבועות של כוח מתמשך של טיפול עצמי על ידי מערכת הפעלה אוטומטית של כל אחד.

יתר על כן, תצורה היברידית מספקת ריצוף: אם רכיב אחד נכשל או נלקח לא מקוון עבור תחזוקה, השני יכול להמשיך לספק תמיכה כוח תגובתי, אם כי ביכולת מופחתת.זה משפר את אמינות המערכת וזמינות.המכשיר ההיברידי מציע גם גמישות תפעולית גדולה יותר, המאפשר למפעיל להחליף בין רכיבי מערכת הפעלה היברידית (למשל, SVC-רק, STATCOM-O בלבד, או) בשילוב בתנאי תחזוקה, תחזוקה מהירה יותר, או דינמית, בין רשתות תחזוקה, או דינמית, בין תאים גמישים, לבין מתחים בעלי יכולת הפעלה מהירה יותר ויותר.

מערכת עיצוב מפתח עבור מערכת היברידית STCOM/SVC

Topology and Component Selection

תכנון מכשיר היברידי דורש מבחר זהיר של ממירים אלקטרוניים כוח, שסתום חג המולד, הפיכה, ולשלוט בחומרה.חלק STATCOM בדרך כלל משתמש ב-VSC רב-ממדי (למשל, שני-דרג, שלוש רמות, או ממירים מודולריים בדרגה גבוהה) כדי להשיג דירוגים גבוהים ועיוותים נמוכים של SVC מורכב של TCR ו-SC, כל אחד מהם יכול להיות מסבך את דרישות קבועות (או קבועות) כדי לשנות את רמת תפקוד נמוך יותר של מערכת אחסון משותפת (או חלקית) או חלקית) כדי להשיג ביצועים) כדי להשיג דירוגים עם מערכת אחסון משותפת של אבטחה משותפת (או פונקציונליות) כדי להשיג ביצועים נמוכה יותר של אבטחה משותפת (R.

Power Electronics ודירוגים

דירוג ה-SttCOM של מתגייר חייב להיות נקבע על בסיס יכולת התגובה המהירה הנדרשת, בדרך כלל חלק מטווח הכוח של האוויר ה-SVC (למשל, 20-50% מהדירוג SVC) המאפשר ל- STATCOM להתמודד עם תנודות מהירות בזמן שסתום SVC מתאים פחות ל-SVCCreative, חייב להיות מדורג פחות עם מתגי קירור קבועים / ריצוף קבוע (GCT) ו-Spreprecir) כדי להיות מדורג לחץ גבוה יותר על ידי לחץ על ידי לחץ קבוע, כולל לחץ דם קבוע, כולל לחץ דם קבוע, כולל לחץ דם קבוע, כולל לחץ דם קבוע, כולל לחץ על ידי מערכת חסום לחץ דם גבוה יותר.

מערכת בקרת אדריכלות

ההיבט המאתגר ביותר של מכשיר FACTS היברידי הוא מערכת הבקרה המתאמת את פעולת מעבד STATCOM ו-SVC.הבקר חייב להקצות באופן חלק את הכוח תגובתי בין שתי מערכות המשנה בהתבסס על טעות של רגולציה מתח, אימפולס המערכת, ותנאי הפעלה של מערכת מעבר היררכיים באופן מיידי מופעלים: לולאה חיצונית של מתח מצמידת את ההתייחסות הכוללת של כוח תגובתי; הקצאה פנימית שמפיצה בין מערך ה-SVC ל-S-SCOMTexic של 2, אשר יספקת את הביצועים של SVC ל-STMSTMSTM, תחילה ל-SPTSTMS.

איכות הסינון והעוצמה

גם STATCOM ו- SVC יכולים להציג הרמוניות לרשת: ה- STATCOM דרך PWM מעבר, ואת SVC דרך מוזות ירי של Thyristor. מכשיר היברידי חייב לכלול מסננים הרמוניים כדי לעמוד בסטנדרטים המקומיים של איכות הכוח (למשל, IEEE 519), מעבר פאסיביים ממושמעים לתדרים הרמוניים ספציפיים ניתן להוסיף בשלב של הפיכה משותפת (PCC, באופן פעיל, ניתן גם להפחית את הפילטרים של 2.

אסטרטגיות בקרה למבצע היברידי

בקרת כוח תגובתי

מטרת השליטה העיקרית היא לשמור על מתח PCC בתוך פס מוגדר מראש. A פרופורציונלי-integral (PI) בקר מייצר כוח תגובתי הכולל דורש QFLT:0totalFLT:1 אלגוריתם הקצאה לאחר מכן פיצול של רכיבי QFLT:2totalFLT 3 לתוך QFLT:5 ו- QFLTr ⁇ d זה במהירות גבוהה יותר ל-SVC-TLT (TLT) ל-TLTd.

עקבו אחרי Fault Ride- Through

במהלך תקלות במערכת חמורה, המכשיר ההיברידי חייב לאשר תמיכה טרנספורמטיבית.מערכת הבקרה בדרך כלל מרתיעה את המעבר של SVC כדי למנוע פריקה בלתי מבוקרת של capacitor או גילוח, בעוד ש-StUTTCOM פועל במצב של חסכון נוכחי כדי להזריק את היכולת הנוכחית של הפונקציה Black-T, תמיכה בשיקום מתח. ברגע שהסתלקטים, הפעלת ה-SVC באופן קבוע כדי לשחזר את היכולת של המערכת.

שילוב ותקשורת

המכשיר ההיברידי חייב ממשק עם מערכות הגנת הרשת הקיימות ואוטומציה.בדרך כלל, הוא מחובר לתחנת שידור גבוהה (למשל, 115 kV, 230 kV) באמצעות מקטעים וניתוק.מערכת הבקרה מתקשרת עם יחידות מסוף מרוחקות (RTUs) ויחידות מדידה phasor (PMUs) כדי לקבל אותות רחבים של שליטה עם אחרים של מערכת אבטחה מרחוק (F) יכול להיות מופץ על אלגוריתם אבטחה גבוהה או אלגוריתם אבטחה).

יישומים ושימוש במקרים

Wind and Solar Farmאינטגרציה

חוות רוח גדולות וצמחים סולאריים לעתים קרובות דורשים תמיכה אנרגיה תגובתית דינמי כדי לענות קודים ברשת עבור רכיבה על מתח וגורם כוח רגולציה. A היברידית STATCOM/SVC יכול לספק את התגובה המהירה הנדרשת במהלך גטסים או חולות ענן, בעוד SVC מטפל בביקוש כוח חוזר יציב המדינה מחדש פעיל כוח הקשורה לתפוקה צמחית ממוצעת.

מטען תעשייתי וקשת פורנסיות

מתקנים תעשייתיים עם עומסים משתנים - כגון כריתת קשת חשמלית, מזחלות, או כונן גדול מנוע - כי מתח מהיר flicker עיוות הרמוני עיוות הרמונית. מכשיר היברידי יכול לדכא flicker ביעילות: STATCOM מגיב באופן מיידי לשינויים העומס, בעוד SVC מספק את הכוח השביר הנדרש.זה משתפר על ידי שמירה על מתח יציב ולהפחית ציוד פלדה, כבר 80% מיושמות כדי להשיג כוח רב עוצמה.

Transmission Grid Support and Voltage Stability

ברשתות השידור, יציבות המתח היא דאגה גוברת בשל פרישת גנרטורים סינכרוניים והעלייה בהעברות כוח ארוכות טווח.מכשיר היברידי FACTS יכול להיות מותקן בצומתים קריטיים כדי לספק תמיכה דינמית מהירה וכוח תגובתי מתמשך. במהלך הדבקה (למשל, אובדן קו שידור), ה-StanceTCOM מיד מספק תמיכה נוכחית פעילה, בעוד ש-SVCscapits בתוך רשת מוגבלת יכול לשפר את השבר של פעילות גופנית.

אתגרים ו Mitigations

עלויות ומורכבות

ההשקעה הראשונית למכשיר היברידי גבוהה יותר מאשר של עמידה SVC בשל מערכות המרתר והשליטה הנוספות.עם זאת, העלות הכוללת יכולה להיות נמוכה יותר מאשר דירוג מלא של STATCOM עבור אותה יכולת MVAr הכולל ניתוח עלות מחזור חיים הכולל תחזוקה, הפסדים, ואמינות. המורכבות של מערכת הבקרה דורשת מומחיות מיוחדת עבור עמלה וכוונון, אשר עשוי לדרוש הכשרה או תוכניות הפעלה עם ספקים עתידיים עם שיטות הפעלה עם מודלים.

אמינות ותחזוקה

המכשיר ההיברידי מציג חלקים נעים יותר (אלקטרוניקה ומכני) בהשוואה לטכנולוגיה אחת, הגדלת ההסתברות של מחוץ לבית המשפט Redundancy במערכת הבקרה, כגון DSPs כפול עם נכשל, יכול לשפר את הזמינות.של שסתום ה- SVC דורש בדיקה תקופתית כדי להבטיח את הירי הנכון, בעוד מודולי IGBT של STATCOM עשויים לדרוש החלפת לאחר מספר מסוים של מעבר לתזמון פעיל (כגון תזמון ריצוף) באמצעות קיבולת הפעלה אחת, תוך כדי טיפולית, תוך כדי טיפול מיידי, תוך כדי טיפול בטמפרטורה של מחזורים).

בדיקות וועדת

לפני ההתקנה של שדה, המכשיר ההיברידי חייב לעבור בדיקות נרחב במעבדה כוח גבוהה או באמצעות סימולציה חומרה בזמן אמת-ב-ב-ה-P-the-loop. Testing צריך לכסות פעולה נורמלית, דרך תקלות דרך, מעברי דרך, וכשלונות תקשורת.תשומת לב מיוחדת נדרשת כדי לאמת את התיאום בין STATCOM ו-SVC במהלך אירועים טרנספורמטיביים.

תחזית לעתיד: מגמות וחדשנות

שילוב עם אחסון אנרגיה ו-HVDC

האבולוציה הטבעית של מכשירים היברידיים של FACTS היא לשלב אחסון אנרגיה (למשל, סוללות, supercapacitors) לתוך הקישור DC של STATCOM, יצירת "STATCOM עם אחסון אנרגיה" (S-ATCOM) שיכול לספק תמיכה פעילה עבור משך זמן קצר.שילוב עם מערכת SVC, מערכת כזו יכולה להציע פיצוי כוח פעיל ופעיל, כמו גם כוח בקרה על ידי ה-HCT, כמו גם על ידי תחנת הכוח היברידית, כמו גם על ידי שימוש ב-HDC.

בקרה מתקדמת באמצעות AI ו- Machine Learning

המורכבות של ניהול שתי מערכות תת-מערכת יכולה להקל על ידי בינה מלאכותית (AI) מודלים למידת מכונות יכול לחזות סטיות מתח עתידיות בהתבסס על נתונים היסטוריים ותחזיות מתחדשות, המאפשרות לבקר ההיברידי להציג את SVC ו- STATCOM לתגובה אופטימלית. Reinforcement Learning יכול לאפשר לבקר לגלות מדיניות הקצאה אופטימלית ללא מודלים מערכת מפורשת, להסתגל לשינוי רשת להתנצלות.

עיצובים מודולריים ו Scalable

יצרנים נעים לכיוון אבני בניין מודולריות עבור רכיבי STATCOM ו- SVC. לדוגמה, ממירים רב-דרגיים מודולריים (MMC) מאפשרים ל-StTCOM להיות בקנה מידה על ידי הוספת תת-מודולים, בעוד SVC ניתן לבנות מיחידות TCR / TSC סטנדרטיות. מכשיר היברידי שנבנה ממודולים כאלה יכול להיות מותאם בדיוק לדרישות האתר ורחב בקלות כמו עומס זה.

מסקנה

המכשיר ההיברידי של ADCTS משלב את יכולות ה-SVC ו-SVC מייצג פתרון מעשי, עלות-תועלת למפעילי רשת המבקשים ביצועים דינמיים גבוהים וקיבולת כוח תגובתית גדולה.על ידי מינוף החוזקות המשלימות של כל טכנולוגיה, המערכת ההיברידית מספקת בקרת מתח מוגברת, גמישות תפעולית ואמינות גבוהה יותר, תכנון מוצלח דורש תשומת לב זהירה למתן חשמל, בקרת חשמל, פגיעה, הגנה ותיאום בעוד אתגרים, בעודם קיימים, כגון יעילות, כגון דרישות הפעלה, כגון יעילות של מערכות הפעלה, יעילות, יעילות, וכן תמיכה טכנית, יעילות, יעילות, יעילות, יעילות של מערכת הפעלה, תמיכה, תמיכה, ואמינות.