תפקיד הכוח תיקון במערכת הכוח עמידות במהלך אירועים קיצוניים

האיום הגדול של מערכות מזג אוויר קיצוניות לעוצמה

אירועי מזג אוויר קיצוניים הופכים להיות תכופים יותר וחמורים ברחבי העולם.הוריקנים, סופות קרח, שריפות בר וגלי חום בכל מקום מתחים ייחודיים בתשתיות חשמליות.על פי ה-FLT:0U.S מחלקת האנרגיה של משרד האנרגיה של חשמלאי חשמל ווטרנס 1, גלי מזג אוויר קשורים לתחזק את רוב הפרעות הכוח בקנה מידה גדול בעשורים האחרונים, עלות מיליארדי דולרים של סערות, בעוד שמערכת חימום אחת, יכולות להזיזו את קווי חשמל, ולחזקו את קווי חשמל אחת, תוך כדי סערות, תוך כדי סערות, בעוד שברשותן של אלפי שעות נוספות, וספקו של סערות, 000 שניות של סערות, כדי סערות, 000 שניות של סערות, כדי כך שגורמים עיקריים, כדי לשפר את קווי חשמל, 000 של סערות, כדי סערות, בעוד שמערכת אחת, 000 של סערות, 000 של מערכות אוויר, כדי לשפר את קווי חשמל, כדי לשפר את מערכת אחת, כדי סערות מהירות של מערכת אחת, 000, 000, כדי לחזק את מערכת אחת, כדי לשפר את קווי חשמל, 000, כדי לשפר את מערכת אחת, 000 של מערכת אחת, 000 של סערות מהירות גבוהה יותר ויותר, כדי לשפר את מערכת אחת, 000,

מהו תיקון כוח?

תיקון גורם כוח הוא תהליך של שיפור היחס של כוח אמיתי (kiloוואט, קילוואט) לכוח גלוי (Klovolt-amperes, kVA) במערכת חשמל נוכחית (AC) הנוכחי (C) גורם הכוח הוא ביטוי מספר בין 0 ל-1 (או כאחוז הפסדים), גורם כוח נמוך מציין כי חלק משמעותי של הזרם אינו עושה עבודה שימושית, אלא הוא מתפשט כמו כוח פעיל יותר, כלומר 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 5 גורמים מגנטיים).

PFC פועל על ידי הוספת כוח תגובתי קיבולי מקומי, מסלק את הכוח המניעה הנמשך על ידי עומסים.זה נעשה בדרך כלל עם בנקים capacitor, או קבוע או אוטומטית עבר.התוצאה היא כי הזרם הכולל נמשך מהתועלת יורדת, הפסדים במוליכים מופחתים, ובקרת מתח משתפרת. בעוד PFC הוא פרקטיקה סטנדרטית במתקנים תעשייתיים במשך עשרות שנים, תפקידה ברווחים בקנה מידה הוא צובר תשומת לב חדשה.

כוח תגובתי וחיבור החוסן

הכוח הפעיל חיוני לתמיכה במתח במהלך פעילות נורמלית, גנרטורים ו condenss condens מספקים כוח תגובתי כדי לשמור על מתח יציב, אבל כאשר מזג אוויר קיצוני גורם קווי שידור כדי לחבל, ממירים להתחממות יתר, או דור כדי לנסוע ללא הפרעה, רזרבות כוח תגובתי יכול להיות נמוך באופן מסוכן (Rir Energy Reactive Power מוביל להתמוטטות, אשר יכול לגרום לשחית שחור קיבולת).

כיצד מתקן כוח משפר את החוסן במהלך מזג אוויר קיצוני

חוסן הוא היכולת של מערכת כוח לצפות, לספוג, להסתגל, ולהחלמה מהירה מאירוע משבש.PFC תורמת על פני ממדים מרובים של חוסן, ממניעה של כשל בציוד המאפשר שיקום מהיר יותר.

ירידה במערכת הפסדי חינם

בחום קיצוני, קווי השידור פועלים ליד הגבולות התרמיים שלהם.הפסדים - שהם פרופואליים לכיכר הנוכחית - להגדיל באופן דרמטי כאשר גורם כוח נמוך.על ידי שיפור גורם הכוח מ 0.8 ל- 0.95, אובדן קו יכול להיות לחתוך בכ-30%.ההפחתה באנרגיות מבוזבזות על אותו מנצח, ומאפשר יותר כוח להיות מועבר לעומסים קריטיים אפילו כאשר כמה קווים הם מחוץ לשירות, כאשר ניתן לפגוע בכל קיבולת של הוריקן, כאשר ניתן לגרום נזק.

הגנה על Transformers ו-Gorners

שינויים וגנרטורים רגישים לגודל הנוכחי.גורם כוח נמוך מכריח אותם לשאת זרם בולט יותר עבור אותו פלט כוח אמיתי, הגדלת חימום פנימי. בגלי חום, טמפרטורות מתוחכמות כבר לדחוף מערכות קירור לגבולות שלהם.הוספת מתח תרמי גורם כוח גרוע יכול להאיץ הזדקנות אינסטלציה ולגרום לעומס הגנה, תוך נטילת ציוד לא מקוון בדיוק כאשר הוא נחוץ ביותר.

יכולת הוולטרציה בחלון הקריטי

יציבות וולטאז היא לעתים קרובות המקריות הראשונות במהלך אירוע מזג אוויר קיצוני.כאשר קווי שידור גדולים, הרשת הסובבת חייבת להרים את העומס, גרימת מתח לחבל.אם תמיכה בכוח תגובתי אינה מספיקה, המתח ממשיך לרדת בתופעה הנקראת קריסת מתח - השורש של בנקים שחורים ב-2003 בצפון מזרח התיכון.

תמיכה בדורות מחוסנים ומיקרוגרפיים

חוסן מסתמך יותר ויותר על משאבי אנרגיה מבוזרים (DERs) כגון השמש, רוח ואחסון סוללות, לעתים קרובות מאורגן לתוך מיקרו-צמחים. רבים של חומרים DER יכול לספק כוח תגובתי, אבל היכולת שלהם מוגבלת על ידי inverter sizing ולשלוט לוגיקה. מרכזי ציוד PFC בשלב של הפיכה משותפת יכול לפצות על הכוח הפעיל של מתחדשים במהלך שריפה קשורה היטב, שמירה על יציבות רשת יעילה עם כוח מופעלת כראוי.

מערכת מהירה יותר שיקום

אחסון כוח לאחר אירוע מזג אוויר גדול הוא רצף מורכב של שלבים. מפעילי מערכת חייב תחילה לחדש קווי שידור, ולאחר מכן לשחזר תת-התת, ולבסוף להרים עומס באופן מבוקר.כל צעד דורש ניהול זהיר של מתח וכוח תגובתי. גנרטורים Black-start - לעתים קרובות הידרו או פסיקות - יש יכולת כוח ראקטיבית מוגבלת.

אסטרטגיות ליישום מערכת כוח יעילה יותר

תיקון גורם כוח עבור חוסן אינו רק עניין של הוספת קפקאים.הוא דורש גישה אסטרטגית, ברמת מערכות המשקפת את האיומים הספציפיים בכל אזור, אדריכלות הרשת הקיימת, ואת הפרוטוקולים התפעוליים לאירועים קיצוניים.

מקום של קפטור בנק

עבור עמידות, בנקים capacitor צריך להיות ממוקם על צומת אסטרטגי - תת-קרקעיות גדולות המשרתות עומסים קריטיים (בתי חולים, טיפול במים, מקלטי חירום) ובנקודות שבהן קווי שידור משתנים מעומס כבד על מנת לטעון בקלילות קבועות לספק כוח תגובתי מתמשך, אבל בנקים שעברו (בדרך כלל או אלקטרונית) מציעים גמישות.

מעקב בזמן אמת ושליטה

חיישנים מתקדמים (יחידות מדידה, מטר חכם, מנתחי איכות כוח) מאפשרים הערכה מתמדת של גורם כוח ברחבי הרשת. בשילוב עם מערכת ניהול הפצה (DMS) או מערכת ניהול אנרגיה (EMS), מפעילי יכולים לראות איפה כוח תגובתי הוא חסר ופעולה תיקון של פעילות גופנית, למשל, עלייה של קרח על קווים בתגובה, הורדת כוח בפועל מאפשר מעבר אוטומטי של נתונים לפני חיזוי חוזר של זמן קצר יותר.

שילוב עם Smart Grid Technologies

יכולות רשת חכמות כגון תשתיות מתקדמות (AMI), תגובה הביקוש, ואוטומציה הפצה יכולות לשפר את יעילות PFC.לדוגמה, אופטימיזציה דינמית ו-VAR (VVO) לתאם בנקים קפיטור, הרגולטורים מתח, ומניעים חכמים לשמור על גורם חשמל אופטימלי ופרופיל מתח תוך צמצום ההפסדים במהלך מזג אוויר קיצוני, VVO יכול לאשר תמיכה מתח עבור יצרני חירום המשרתים מתקני חירום, גם אם זה מאפשר הפחתה זמנית של מספר שבץ ב-FVFVFVO.

תחזוקה רגילה ובדיקה

ציוד PFC עצמו חייב להיות resilient. הבנקים Capacitor פגיעים לכישלון אם נתון לעיוות יתר על המידה או נזקי. באזורים של התכה, capacitors צריך להיות גבוה או במכלים עמיד למים. Switched capacitors צריך תחזוקה מגע קבוע, ופתיחת לאחר אירועים טרנסיים צריך לכלול ציוד PFC בסופות טרום-הליכה שלהם וסערות לאחר ניתוח לא נכון כי הוא נותן טיפול גרוע יותר מאשר ניתוח אבטחה.

פתרונות היברידיים: Static VAR Compensators ו-SttCOMs

עבור הרמה הגבוהה ביותר של חוסן, במיוחד במערכות שידור, כלי רכב הם פריסת מכשירים סטטיים VAR (SVCs) ו קידודים סינכרוניים סטטיים (STATCOMs) מכשירים אלקטרוניים כוח אלה יכולים להזריק או לספוג כוח חוזר כמעט באופן מיידי, הרבה יותר מהר מאשר ממריצים מכופים מכופים מכניים.הם מספקים גם רגולציה מתח רציף ללא שינויים גבוהים יותר מאשר קופים רגילים, כמו קווי טמפרטורה רבים של קווי טמפרטורה מהירים יותר מאשר קווי טמפרטורה מהירים יותר מאשר קווי טמפרטורה גבוהה של קווי טמפרטורה גבוהה יותר מאשר קווי טמפרטורה גבוהה של קווי טמפרטורה גבוהה של קווי זמן קצרים, כגון SCOMT מהירים יותר, כמו קווי טמפרטורה גבוהה יותר, כגון קווי טמפרטורה גבוהה יותר, כגון קווי טמפרטורה גבוהה יותר.

שיקולים כלכליים והיסטוריים

השקעה ב- PFC עבור חוסן חייב להיות מוצדק במונחים של עלויות מחוץ לבית, עמידה רגולטורית וחיסכון לטווח ארוך.העלות של הוצאה אחת גדולה יכולה לעלות על המחיר של התקנת capacitor על ידי מספר הזמנות של גודל.לדוגמה, כוח בטיחות הציבור של 2019 קליפורניה נסגר עלות הכלכלה של המדינה מוערך 2.5 מיליארד דולר בשבוע.

גופים רגולטוריים באזורים מסוימים דורשים כעת כלי עזר להפגין השקעות חוסן.תאגיד ה- North American Electric Reliability Corporation (NERC) כולל תנאי מתח ותקני כוח תגובתיים (VAR-001) המחייבים מפעילי שידור לשמור על עתודות חשמל תגובתיות נאותות. בעוד שסטנדרטים אלה חלים על פעולות נורמליות, מערכות מזג אוויר קיצוניות לחוד החות של עלויות ה-PFC יכולות לסייע לעמוד בדרישות אלה, אפילו בתנאי חירום, תוך כדי התאוששות גבוהה יותר, תוך כדי תעריפים של עלויות תפעוליות.

עבור מתקנים תעשייתיים ומסחריים עם תת-התפיסות שלהם, PFC מציעה יתרון כפול: חשבונות חשמל נמוכים מתביעות מופחתות ואמינות משופרת במהלך אירועי מזג האוויר. מתקן עם גורם חשמל מתוקן של 0.95 ומעלה הוא פחות צפוי לחוות נסיעות קצבה של הודעות יתר על פני זמן כאשר מתח מתח מתח להתרחש.זה חשוב במיוחד עבור מרכזי נתונים, מחסנים קרים, וצמחים כי לא יכולים לסבול אפילו קצרי תשלום עבור מחזורי חשמל אחד בלבד.

מחקרים: PFC בפעולה במהלך מזג אוויר קיצוני

הוריקן סנדי ורשת המחתרת של ניו יורק

במהלך ההוריקן סנדי (2012), רבות מרשתות ההפצה התת-קרקעיות של ניו יורק הציפו, מה שהוביל לבלוטות מורחבות.בתחומים שבהם הותקנו בנקים קיבולטור על פלטפורמות גבוהות או במתחםים תת-קרקעיים, התאוששות מתח לאחר תקלות מושרה הצפות הייתה מהירה יותר.קונסולד אדיסון דיווח כי המזינים עם תיקון כוח נשמרו בתוך גבולות תפעוליים טובים יותר מאשר ממזינים לא מוגנים, מהמספר הלקוחות שחוותה נמוכה של אדיסון מאז ההתחממות האטמוספירה של האטמוספירה.

טקסס סטורם חורף אורי - כוח תגובתי

בפברואר 2021, חורף סטורם אורי גרם לכישלון קטסטרופלי של רשת החשמל בטקסס.גורם שנראה לעתים קרובות היה אובדן של תמיכה בכוח תגובתי כגז טבעי פרוזה וטורבינות רוח נאלצו לספק כוח תגובתי לקווי שידור ארוכים, עוד יותר מאמץ את תפוקה שלהם בבנקים קפיטור במצע מרכזי עזר לייצב במהלך שעות מוקדמות של האירוע, אך לא היו ממליצים על ידי ניתוחי כוח קיצוני של ציפיטור (R) על ידי החלמה מוקדמת של ציציטור (R) על ידי התחדשות אווירית מטוסים) על ידי החלמה מוקדמת של בנקים עתידיים.

גלי חום אוסטרליים ו-Wolage Collapse Prevention

רשת השידור של אוסטרליה מתמודדת עם קריסת מתח מונחת גלי חום חוזרת. בשנת 2018, המפעילה האוסטרלית של שוק האנרגיה (AEMO) השתמשה בשילוב של קונדנטורים סינכרוניים ו-StTCOMs שהותקנו לאחרונה בדרום אוסטרליה כדי לתמוך במתח במהלך ימי עתירה גבוהה כאשר כמה 500 קווי kV היו קרובים למגבלות חבלה.

כיוונים עתידיים: PFC ב- Decarbonizing Grid

בעוד שמערכת החשמל עוברת לחדירה גבוהה יותר של משאבים מבוססי מופנים (סולאר, רוח, סוללות), התפקיד של PFC יתפתח. Inverters יכול להיות מתוכנן לספק או לספוג כוח תגובתי, אבל היכולת שלהם מוגבלת לעתים קרובות במהלך מזג אוויר קיצוני כאשר מתח רשת נמוך או כאשר מופנמים חייבים לאשר תפוקה כוח פעיל.

המחקר גם בוחן חומרים חדשים עבור capacitors, כגון סרט פוליפרופילן מתכתי, אשר יכול לעמוד בטמפרטורות גבוהות יותר ו transients - אידיאלי עבור ציוד שנחשפו למזג אוויר קיצוני אלגוריתמי בקרה חכם באמצעות למידת מכונה יכול לחזות את הכוח הפעיל צריך שעות קדימה על בסיס תחזיות מזג אוויר ומודלים עומס, להבטיח כי משאבי PFC נשלחים אופטימלי. כמה שירותים הם בדיקות סוללות capacitor ניידים על רכובים על תחזיות שניתן להפעיל הרבה יותר כדי להפוך את זה כמו אזורי ניסיון ניידים היום.

לבסוף, קודים ברשת מתחילים לדרוש כי מתקני ייצור ועומס חדשים לשמור על טווח גורם מסוים כוח אפילו בתנאים חריגים.יכולות "המעבר" אלה מבטיחות כי ציוד PFC אינו יוצא לא מקוון במהלך הפרעות.רשת התוצאה תהיה חזקה יותר, מסוגל לעמוד בהשפעות החמציקות של מזג אוויר קיצוני תוך מתן כוח לקהילות שתלויות בו.

מסקנה

תיקון גורם כוח הוא הרבה יותר מאשר מדד חיסכון באנרגיה.זהו נכס אסטרטגי שמחזק ישירות את חוסן מערכות כוח העומדות בפני אקלים עוין יותר ויותר, על ידי צמצום ההפסדים, הגנה על ציוד, ייצוב מתח, ומאפשר שיקום מהיר יותר, PFC מסייע להבטיח כי חשמל נשאר זמין כאשר התקפות מזג אוויר קיצוניות, כמו תדירות ועוצמה של סערות, גלי חום, וקורים ממשיכים לעלות, שילוב של כוח אמיתי, לא צריך להיות חלק פעיל, כמו גם כן, תיקון יעיל של פעולות אבטחה, כמו גם כן, לא צריך להיות אחראי על ידי פונקציות כוח, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם תכונות יעילות, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם על ידי פונקציות כוח חכם, יש צורך, אחריות, כמו גם כן, כמו גם על ידי פונקציות כוח, כמו גם כן, תחזוקת חשמל, כמו גם כן, פונקציות כוח, יש צורך חיוני של פונקציות כוח, כמו גם כן, מערכת ההפעלה, כמו גם כן, כמו תדירות ועוצמה גבוהה יותר חזק של פונקציות כוח, מערכת ההפעלה, כמו גם כן, יש צורך קריטי, כמו גם כן, כמו גם כן, תחזוקת מערכת ההפעלה, כמו גם כן, יש צורך חיוני של תחזוקתית אבטחה יעילה, כוח