קומת VAR Compensators (SVCs) הם מכשירים פיצויי כוח דינמיים שהפכו הכרחיים ברשתות השידור והפצה המודרניות. על ידי הזרקת במהירות או לספוג כוח תגובתי, הם מסייעים לווסת מתח, לשפר את איכות הכוח, ולשפר את היציבות של מערכות חשמל מקושרות.יעילות של SVC במילוי תפקידים אלה תלויה כמעט לחלוטין בעיצוב של תוכנית הבקרה המשתנה שלה.

הבנתם של מאחזים ועקרונות ההפעלה שלהם

מתג סטטי Static VAR הוא גנרטור סטטי מחובר או סופג של כוח תגובתי אשר הפלט שלו יכול להיות מגוון כדי לשמור או לשלוט פרמטרים ספציפיים של מערכת החשמל.בניגוד condens מסונכרנים, SVCs לא מסתובבים inertia ויכול להגיב בפחות ממחזור אחד (בדרך כלל 10-20 מ"ג) רכיבי הליבה של SVC הם לעתים קרובות תחת פיקוח על כורים מכניים (Fsych) ו-Crefsychremeremere (מכופים) עם Tobaccos) עם Tobaccos-Creams-Rics-Ric) עם Tobaccos-Creams-Ric) ו-Creams (מדומים (מכווגנים) עם Tobaccos-Creams-Rics-Firated) עם Tobaccos) עם Tobaccos-Ricerams-Rics-Rics (מדומים (מדומים (מדומים (מדומים (מדומים (מדומים (מדומים (מדומים) עם Tobaccos) ו-Rics) עם Tobaccos) עם Tobaccos) ו-SPTSPTSPTSPTSPTSPTSPT

  • (FLT:0)Thyristor-Controlled Reactor (TCR): FLT:1A TCR מורכב כור קבוע של כור חרוט בסדרה עם שסתום דו-צדדי.על ידי שליטה בזווית הירי של האריסטוקרטים, החדירה האפקטיבית המתקבלת מהרשת משתנה בהתמדה מעיגול פתוח כמעט כל הזמן לדירוג המלא, ובכך לשלוט בזווית האש של הפולשים.
  • (FLT:0)Thyristor-Switched Capacitor (TSC): A TSC משתמש ב- Thyristors כדי לחבר במהירות או לנתק בנקים ב- capacitor בצעדים דיסקרטיים.בניגוד ל- TCRs, TSCs אינם מספקים שליטה רציפה; הם בדרך כלל משמשים לספק כוח תגובתי חלש בצעדים, והם משולבים עם TCRs להשיג יכולת הפעלה חלקה.
  • (FLT:0) מסננים הרריים: FLT:1 משום שפעולת TCR מציגה הרמוניות מסדר נמוך (במיוחד 5 ו-7th), מתקני SVC כוללים בנקים מקודמים או מחוסנים כי שניהם סופגים את ההרמוניה הללו ולספק פיצויי בסיס.

השילוב של אלמנטים אלה מאפשר SVC לספק או לספוג כוח תגובתי בטווח רחב, מה שהופך אותו למכשיר גמיש מאוד עבור בקרת מתח ומערכות כוח ייצוב.

מטרות עיקריות של SVC Control Scheme Design

לפני שמציינת את ארכיטקטורת הבקרה, מהנדסים חייבים להגדיר את דרישות הביצועים.היעדים העיקריים עבור תוכניות בקרת SVC הם:

  • (FLT:0) תגובה להפרעות וולטאג: אנדרט 1:1 הבקר חייב לזהות סטיית מתח ולהתאים את תפוקת הכוח תגובתי בתוך כמה אלפי שניות כדי לעצור את קריסת המתח, תנודות כוח לח ולשפר את היציבות הטרנסנדנטלית.
  • תקנות הוולקום:0 (תיקון:0) בתנאים יציבים של מדינת ישראל, על SVC לשמור על מתח האוטובוס הנשלט על ידי השגיאה של מדינה יציבה מינימלית, תוך הבטחת פעילות יציבה (ללא ציד או תנודות מתמשכת).
  • (ב) ⁇ :0) , הסתברות גבוהה: אובדן של 1FLT:1 בשסתום, כורים, ומסננים הרמוניים חייב להיות מצמצם.
  • (FLT:0) קידום ותיאום: FLT:1, מערכת הבקרה חייבת לכלול overcurrent, overvoltage, והגנה תחת מתח, כמו גם תיאום עם מכשירים אחרים בקרת מתח (למשל, על עומסי הזנות, גנרטורים סינכרוניים) כדי להימנע מסכסוכים.
  • (FLT:0) Harmonic Mitigation: FLT1 תוכנית הבקרה, במיוחד את זווית הירי מודולציה, צריך להימנע מהסלמה בעיוות הרמוני ולעבוד אידיאלי בתיאום עם מסננים כדי לשמור על איכות חשמל רשת.

אסטרטגיות בקרת מימון עבור SVCs

רוב ארכיטקטורות בקרת SVC המיושמות בפועל תוך שימוש במבנה היררכי המורכב לולאה של רגולציה מתח, לולאה של בקרת כוח תגובתית, ולופות עזר נוספות לחיחות או להגבלת זרם.

שליטה ב-Voltage Loop

לולאה בקרת מתח היא הלב של מערכת בקרת SVC.זה מודד את המתח בנקודה של הפיכה משותפת (PCC), משווה אותו עם נקודת מפנה, ומייצר את ההתייחסות הנדרשת של כוח תגובתי (או התייחסות רפעת) עבור הלולאה הנוכחית הפנימית.התוקף הטיפוסי הוא גם מדד פרופורציה יחסית (PI) בקר, לעתים קרובות עם מונח נגזרת של תגובה אפשרית (op) עבור מערכת בקרה מקבילה) או שינוי משמעותי של כוח משותף (F) הוא גם כן, כולל סגסוגת).

הפרמטרים עיצוב מפתח כוללים את הרווח היחסי (Kp), רווח אינטגרלי (Ki), וזמני נגזרה קבועים (Td) הישגים אלה חייבים להיות מכוונים כדי להשיג זמן עלייה מהיר ללא overshoot או חוסר יציבות. Tuning מבוצע לעתים קרובות באמצעות שיטות אנליטיות המבוססות על המערכת אימפולסיבית בתדירות בסיסית, או באמצעות סימולציה באמצעות מודלים transient אלקטרומגנטיים (EMT).

בקרת כוח תגובתי ותקנות קבלה

במתקנים רבים של SVC, לולאת המתח החיצוני מתעתקת התייחסות (Bref) במקום פיקוד כוח תגובתי ישיר.הלולאה הפנימית הזו מאמת את זווית הירי של TCR ומפעילה את השלבים TSC כדי להתאים את הפקד הנדרש של הפונקציה TCR. כי לכידת היא קשורה ליניארית לזווית הירי (מעל טווח), גישה מסוימת, כלומר, פשטות, תגובה פנימית, או פשטנית, פשטנית, פשטות).

Power Oscillation Damping (POD)

מעבר לתקנות מתח, SVCs מצויד לעתים קרובות עם בקר לחות עזר כי משנה את התפוקה כוח תגובתי ללח בין-area ו oscillations אלקטרו-מכני המקומי.ה POD בדרך כלל משתמש אותות קלט כגון גודל נוכחי קו, זרימת כוח פעיל, או מהירות רוטטור (כאשר נמדד ליד) רשת של שלב-שותפים (מסנן-לג) התנאים מספקים כדי לייצר אותות לחץ על ידי אופטימיזציה של מערכת ההפעלה (reative) הוא לא מספיק כדי להשיג את התדירות גבוהה יותר.

בפועל, POD יכול להיות משולב בתוך הלולאה של רגולציה מתח על ידי הוספת אות מודולציה משלים ההתייחסות למתח או התייחסות רפלקפטיות.זה מבטיח כי SVC בו זמנית מספק תמיכה מתח ולחות.

שיטות בקרה מתקדמות ל-Desative Response Time

בעוד בקרים של PI / PID קלאסי הם חזקים בשימוש נרחב, הם מוגבלים באופן טבעי על ידי הגדרות רווח קבוע ואת ההנחה של מערכת ליניארית. כמו רשתות חשמל להיות יותר מורכב ומתחדש עלייה, הצורך בשליטה מהירה יותר וסביר יותר SVC מונעת אימוץ של שיטות בקרה מתקדמות.

בקרת מודל (MPC)

MPC משתמש במודל דינמי של מערכת הכוח ו- SVC כדי לחזות התנהגות עתידית על פני אופק קצר (למשל, 50-100 מ"מ) בכל מרווח בקרה, בעיה אופטימיזציה נפתרה כדי למצוא את הרצף של זוויות ירי TCR ו-TSC מעבר פעולות המפחיתות תפקוד עלות (למשל, שגיאות מתח, מאמץ פעולה, הפסדים) תוך שמירה על מגבלות (למשל, תגובה מקסימלית, זמני MPC) ואפקטים מהירים יותר, יכולות לצפות למקרים של בקרה מדויקים, באופן ספציפי של בקרה (אופטיים של בקרה) ואפקטים מהירים יותר, פעולות בקרה (או- MPC, כלומר, פעולות בקרה (או- MPC) באופן ספציפי, כלומר, כלומר, פעולות מהירות יותר מאשר פעולות בקרה (למשל, פעולות בקרה, פעולות בקרה (למשל, פעולות הפעלה מהירה יותר, פעולות בקרה) או מיקוד מהירות יותר מאשר פעולות בקרה (אופטיים, פעולות בקרה, פעולות בקרה, פעולות בקרה (למשל, פעולות בקרה, פעולות בקרה (למשל, פעולות בקרה (אופטימיות) באופן משמעותי, פעולות בקרה (למשל, פעולות בקרה, פעולות הפעלה, פעולות הפעלה מהירה יותר, פעולות הפעלה, פעולות הפעלה, פעולות), כלומר, פעולות הפעלה מהירה יותר מאשר פעולות הפעלה מהירה יותר, פעולות בקרה, פעולות הפעלה מהירה יותר, פעולות בקרה, פעולות

מחקר הראה כי בקרת SVC מבוססת MPC יכולה להפחית את זמן ההחלמה ב-30 עד 50% בהשוואה לבקרי PI הקונבנציונליים, במיוחד במהלך הפרעות גדולות. (ראה FLT:0) מחקר על MPC עבור SVCsFLT:1)

החלפה עצמית ו-עצמית

טכניקות בקרה הסתגלותיות להתאים את רווחי בקר בזמן אמת בהתבסס על שינויים במערכת ההפעלה נקודה או אימפולס. שיטה נפוצה אחת היא להשיג תזמון, שבו שולחן מבט או פונקציה המפות את מצב התפעולי נמדד (למשל, עומס מוחלט, תפוקה כוח תגובתית) כדי לטעון את היתרונות אופטימליים יותר, לאחר ביצועים מתוחכמות יותר של רגולציה עצמית (STRs) להעריך את הפרמטרים המקוונים באמצעות recurivesives לפחות, או מסנן חדש, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, אפילו סמן עבודה טובה יותר, לאחר מכן, לאחר קידוד גבוה יותר, לאחר קידוד עצמי מתוחכמות יותר.

שליטה הסתגלותית היא בעלת ערך רב במיוחד ברשתות חלשות או מיקרו-צמחים שבהם הדינמיקה של המערכת משתנה במהירות (FreaLT:0) שליטה על SVC ברשת חלשות.

לוגי מטושטש ו-Nural Network Controller

בקרים לוגיים פוזיים (FLC) מחקים את קבלת ההחלטות האנושית על ידי מיפוי שגיאות מתח וגזרתו לבסיס כלל הקובע את פעולת השליטה.הם אינם דורשים מודל מתמטי מדויק ויכולים להתמודד עם אי-לינאריות באופן טבעי.עבור בקרת SVC, FLCs הוכחו כדי לשפר את התגובה הטרנסנדנטלית ולהקטין את פתרון יתר.

רשתות עצביות מלאכותיות (ANN) יכולות להיות מאומנים לחקות בקר אופטימלי או לחזות התנהגות מתח עתידיות.בקר SVC מבוסס ANN יכול ללמוד מהנתונים ההיסטוריים או תוצאות סימולציה כדי לספק פעולה מהירה מאוד, להשלים את משוב PI מיזמים היברידיים (Fuzzy-neural או neuro-fu-fu-fuy) נחקרים גם בספרות (סימול:0Fuzird:0Fuzird) יישום בקרה לוגיקה 1Fzy שליטה לוגיקה (Fzy) 1Fzy Control SLT) 1Fzy Control SLT)

אופטימיזציה יעילה ב SVC Control

בעוד זמן התגובה הוא קריטי ליציבות, יעילות המערכת הכללית לא ניתן להתעלם. An SVC שפועלת עם זווית ירי גבוהה שלך (כלומר, ספיגה גבוהה) גורמת לאובדן התנהגות גדול יותר בשסתום חג המולד והפסדים אורמיים גבוהים יותר בכור רוחות.יתר על כן, לסננים הרמוניים יש הפסדים מנוגדים משלהם.

אופטימיזציה של זווית והפסד מינימיזציה

המקור העיקרי של הפסדים ב- TCR הוא ההפסדים המוליכים במכיינים (ירידה מתח והתנגדות סדרה) ואת ההפסדים הנגדיים בכור.הפסדים אלה מגבירים ללא לינארי עם זווית ההנעה (כלומר, חלק מחזור AC במהלך אשר יש צורך להחליף את האלגוריתם פעיל יותר כדי להפחית את הפסדיו), אבל תוכנית הבקרה צריכה, כאשר אפשרי, להפעיל את TCR בזווית הפעלה נמוכה יותר (מכאן) כדי למנוע את השבר הפעילה אחת, כדי להפחית את האלגוריתם הפעילה, תמיד, היא פשוטה יותר, עם שבריר פעולה משותפת, היא אחת, אך ורקמתקפה, היא פשוטה יותר, היא פשוטה יותר, אך ורקמתקפה, היא אחת, היא פשוטה יותר, היא פשוטה יותר, עם , עם , עם , עם צמצם את האלגוריתם של צמצם את האלגוריתם של צמצם את האלגוריתם של קטין יותר, עם קטין, עם , עם קטין, עם קטין, עם , עם קטין, עם צמצם את האלגוריתם, עם קטין יותר, עם קטין, עם קטין, עם קטין, עם קטין, עם קטין, עם קטין, עם קטין, עם קטין, עם קטין יותר, עם קטין, עם

ניהול הרמוני ופילטר אינטראקציה

מכיוון שפעולת TCR מייצרת הרמוניות, יש לבחור את זוויות הירי כדי להגביל את הזריקה הרמונית לרמות מקובלות (למשל, IEEE 519 מגבלות) בקרת בקרת סימטרית SVC משתמשת בקרת ירי סימטרית כדי לבטל את הנזקים הזיקוניים מסוימים, אך מעברי הסדר הנמוך שנותר.בתוכנות בקרה מתקדמות, חיסול קולי (HES) או דופק-Double-widulation Moddulation (MIG) יכול להיות מופחת להפחתה של השפעות דינמית נוספות על ידי דינמית של שימוש בטכניקות נוספות של שליטה (DDR) או ירידה).

תיאום עם מכשירים אחרים של בקרת ה-FACTS ו-Volage Control

יעילות אינה משתפרת על ידי אופטימיזציה של SVC יחיד בבידוד; תוכנית הבקרה חייבת לתאם עם על עומס על משתנים (OLTCs), condenss מסונכרנים, ומערכת Transmission System גמישה אחרת (FACTS) כגון STATCOMs. לדוגמה, OLTC יכול לשחזר את המתח המשנית למגוון מטרות, ומאפשר ל-SVC להפחית את תפקודי שלה באופן דומה להפחתה של תפקודים מרכזיים ב- SVC).

שיקולים עיצוביים מעשיים ויישומים אמיתיים

בעת ציון תוכנית בקרה עבור מתקן SVC אמיתי, מהנדסים חייבים לשקול את הדרישות הדינמיות הספציפיות של נקודת חיבור הרשת.לדוגמה, SVC מותקנות ליד קשת קשתות קשת או מילימטרים מתגלגל חייב להגיב במהירות רבה מאוד (sub-5 מ"מ) כדי flicker, תובע מאוד בקרת זווית ירי מהיר מאוד ולחמה מתח גבוה רוחב פס.

פלטפורמות בקרה דיגיטליות מציעות כיום שיעורי דגימה של 100-500 מיקרונים ולהשתמש בפרוטוקולים תקשורת מהירים (למשל, IEC 61850 GOOSE) לרכישת אותות מרוחקים עבור בקרים לחות.תוכנת הבקרה מתבצעת בדרך כלל במעבד אותות דיגיטלי ייעודי (DSP) או מערך שער מבוזר שדה (FPGA) עם אדמוניות עבור פונקציות הגנה (בממוצע, over valtsyntation) להפסדים מינימליים).

יישום בולט אחד הוא ההתקנה SVC ב הרשת הלאומית של בריטניה לייצב את הקשר של חוות רוח offshore.תוכנית הבקרה תוכנן עם הישגים הסתגלות כי להסתגל על בסיס מספר טורבינות הרוח באינטרנט, להבטיח כי רגולציה המתח נשאר יציב אפילו כמו קצר-circuit משתנה על ידי גורם של 10.דוגמה נוספת היא השימוש של SVC במערכת השידור הברזילאי לחי-אזורים בין אזורי בקרה אלקטרוניים תוכנן על ידי ניתוח שדה; שימוש רגישות קרינת Pagd.

מסקנה

תכנון תוכניות בקרה ביצועים גבוהים עבור Static VAR Compensators הוא אתגר הנדסי רב פנים המשפיע ישירות על יציבות מערכת החשמל, איכות כוח, ופעולה כלכלית. לולאה בקרת מתח בסיסי, נתמך על ידי רגולציה וחילוץ כוח להיות לחות מערכת בקרת כוח, פועל בסיס עבור רוב היישומים שלה.