静的Varの補償器およびその機能のコンポーネントへの包括的なガイド

静的Varの補償者の紹介

静的なVar Compensators (SVC) は、高電圧伝送および配分ネットワークで高速で動的に反応する電力補償を提供するように設計された、密接に接続された柔軟なAC伝送システム(FACTS)装置です。反応力を注入または吸収することにより、SVCは、電圧安定性を維持し、電力要因を改善し、伝送損失を削減し、既存のラインの電力伝達能力を増加させます。ミリ秒単位の電圧変動に対応する能力は、特に、これらの電力をグリッドに必要としている、それらの電源としている、それらの主要な電力を構成する、それらの主要な電力を構成します。

静的Varの補償器の主要なコンポーネント

SVCシステムは、パワー電子スイッチング要素、反応力ストレージデバイス(リアクターおよびコンデンサ)、調和フィルタ、高度な制御システム、および冷却システムや保護リレーなどの補助コンポーネントで構成されます。各コンポーネントは、特定の役割を果たすように設計され、その調整された操作は、コンセンサータの全体的な機能を定義します。

サイリスタ弁: スイッチングハート

サイリスタ弁は、SVCのコア電力電子部品です。それらは、必要な電圧と電流定格に耐えるために、シリーズと平行構成で配置された高出力のサイリスタ(典型的にシリコン制御整流器、SCR)で構成されています。これらのバルブは、数マイクロ秒以内にオンおよびオフにすることができる高速で、電子制御スイッチで動作します。フィリング角度を調整することにより(サイリスタがトランジスタがトリガーされるフェーズアングル)、および、パワーリダクタを最大に調整します。

反応力貯蔵:リアクターおよびコンデンサー

SVCにおける反応エネルギーの実際の貯蔵と交換は、受動コンポーネントの2種類によって処理されます。

[ チルス・コントロール・リアクター(TCRs):[]] は、シリーズにシース・リコレクターが接続されている。発動角度を変えることにより、TCRは、システムから反応力を吸収する誘導電流の連続範囲を描画する。完全な導電では、TCRは、定格反応電力を吸収する; ゼロ伝導では、それは吸収する。電流は、反応が波を吸収する。波動は、電流を吸収する。
[ サイリスタスイッチキャパシター(TSC)と機械的に切替されたコンデンサ(MSC):] コンデンサバンクは、容量性反応力を提供します。 TSCは、コンデンサのステップをオンまたはオフに切り替えるサイリスタバルブを使用します(通常は、離散ステップで)、機械的スイッチの移行遅延なしで迅速なステップ機能を提供します。 MSCは遅くなりますが、より経済的に調整されるため、TSCは、TCRは、多方向性制御を可能にします。

ハーモニックフィルタ

TCRのサイリスタ弁の切り替え動作は、左のろ過されていない場合、電力品質を劣化させることができる、調和した電流(プライマリ5、7、11、13、13)を生成します。したがって、専用の調和フィルタは、SVCインストールの重要な部分です。これらのフィルタは通常、特定の調和周波数に調整されたパッシブLC回路です。それらは、調和した電流の低インピーダンスパスを提供し、それらに電力構成を転換します。一般的なフィルタ:

[単調フィルタ:[]シリーズRLC回路は、特定の調和周波数(例えば、5番目の調和)に調整しました。
ハイパスフィルタ:]]]は、より広範囲にわたる周波数で減衰を提供します。
フィルタ:] は、インダクタと並行して抵抗器を組み込んで、フィルタリングバンドを広げ、共鳴リスクを削減します。

基本的な周波数では、フィルタは、全体的にSVC設計で占める容量性反応力にも貢献します。現代のフィルタバンクには、多くの場合、システム周波数から保護するために、調整原子炉が含まれています。

制御および規制システム

SVC の知性は、デジタルまたはマイクロプロセッサベースの制御システムに残ります。コントローラは、システム電圧(通常、一般的なカップリングの時点で、PCC)を潜在的なトランスを介して監視します。これは、測定された電圧を基準のセットポイントと比較し、サーブスタ弁の照合角度コマンドを生成し、反応出力を調整します。制御アルゴリズムは、次のベースで行うことができます。

電圧調整:]]]は、あらかじめ定義されたデッドバンド内のバス電圧を維持します。
パワーファクター制御:]] パワーファクタを目的値に保ちます。
反応力制御:]]MVArの注入か吸収のためのセットポイントに続いて。
ダンピング制御:]]] 補助信号をダンピングする。

制御システムは、過電圧、過電圧、過電流、過熱限界などの保護機能も組み込まれ、TSCとMSCのステップの切り替えを調整します。高度なコントローラは、他のFACTSデバイスやグリッドオペレータとリアルタイム通信を使用して、広域電圧安定性のスキームに参加します。

SVC 構成の種類

すべてのSVCは、上記のコンポーネントを共有していますが、特定のコストとパフォーマンス要件を満たすため、異なるトポロジーで配置できます。

[TCR + TSC:[]]]]最も一般的な構成は、連続誘導および容量性制御を提供します。通常、TCRとTCSのいくつかのステップ。
TCR + MSC:]] より低コストのバリエーションで、TCRは細分誘導制御を提供します。
FC + TCR:]]固定コンデンサバンク(FC)は、ベース容量性補償を提供し、TCRは誘導吸収性が異なります。シンプルで柔軟性が低い。
[ Thyristor スイッチ付きリアクター (TSR):[]]] は、他の要素と組み合わせてよく使われた、誘導オンリーメンドの補償に対して、離散したステップ(TCS のような)で反応器が切替される、より少ない一般的な構成です。

パワーシステムの適用

SVC は、トランスミッションと流通グリッドを横断する幅広いアプリケーションに展開しています。

トランスミッション電圧サポート:] 重負荷期間または障害後の制限内の電圧を維持します(例えば、行のトリップ)。
産業電力品質:[]電気アーク炉、圧延機、溶接装置によって引き起こされるフリッカーを減らす。
[]風力発電機の可変的な反応出力を、特に低電圧の乗り継ぎイベント中に補償する、風力タービンの統合:[[]]]]
HVDCコンバータステーションサポート:[]]インバータステーションで、AC電圧を安定させるための反応電力吸収を提供します。
鉄道電気化:[ 単相負荷分散とトラクションラインに沿って電圧低下を緩和する。

利点と制限

]Benefits:[]]

非常に速い応答(通常60のHzシステムのための16のmsを1つの周期よりより少し)。
広範囲の反応力範囲上の連続的かつスムーズな制御。
システムのダンピングと過渡安定性を向上させることができます。
スイッチングのストレスを低減することで、機械的に切換されたコンデンサバンクの寿命を延ばします。

制限:

ハーモニックを発生させ、フィルタや慎重な設計を要求します。
メカニカルに切替された補償と比較して、初期コストが高くなります。
冷却システムとサイリスタバルブの定期的なメンテナンスが必要です。
フィルターおよびシステムインピーダンスが不利に相互作用すれば共鳴問題に苦しむことができます。

今後の動向

SVC技術の進化は、現在進行中です。最新のSVCは、ICGTベースの電圧ソースコンバータ(VSC)を使用してます。STATCOM(Static Synchronous Compensator)テクノロジーを採用し、より高速な応答、AC側での耐震性のない生成、および、同等の評価のためのより小さなフットプリントを提供します。しかし、従来のSVCは、高出力アプリケーションに対して、高出力のコスト効果が保たれています。SVCとSTATCOMを組み合わせたハイブリッドソリューションは、新興エネルギー貯蔵と再アクティブ電力の両方を提供するだけでなく、アクティブ電力も有効です。

コンテンツ

静的Varコンセンサタは、動的反応力補償のための成熟、信頼性、および非常に効果的なデバイスです。コンポーネントの理解 - サイリスタバルブ、リアクター、コンデンサー、フィルタ、および制御システム - 設計、動作、または現代の電力網を維持するために設計されたエンジニアのために不可欠です。再生可能エネルギーの浸透が増加し、グリッドがよりストレスが増大するにつれて、電圧安定性と電力品質を維持するためのSVCの役割は成長します。さらなる読書については、 LTLT]を参照してください。 [FLTFLTFLTF]:[FLTF] HFT] および [F] SHF] [F] SHSHF] [F] [F] [F] または [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [