전기 자동차 (EVs)는 주류 수송에 틈새 채택에서 가속합니다, 전기 격자는 그들 직면 unprecedented 도전을 직면했습니다. 급속하게, 수시로 전형적으로 적재 수요는 충전소에서 힘 질, 원인 전압 불안정성, 그리고 궁극적으로 믿을 수 있는 빠른 위탁 네트워크의 롤아웃을 느립니다. 이러한 도전을 해결하는 가장 효과적인 기술 중 하나는 정체되는 VAR Compensator (SVC)입니다. 동적인 민감하는 힘 지원 제공해서, SVC는 EVrom를 위탁하는 성과 없이 성과 또는 신뢰성을 확장할 수 있다는 것을 보증합니다.

Reactive Power 및 Grid 안정성 이해

SVCs의 역할을 평가하기 위해 민감하는 전력을 이해하는 데 필수적입니다. 교류 전류 (AC) 시스템에서, 전력은 두 가지 구성 요소가 있습니다 : 유용한 작업을 수행하고 민감하는 전력 (volt-amperes reactive 또는 VAR)을 수행하는 활성 전력 (와트에서 측정), 모터, 변압기 및 기타 유도 부하의 전자 레인지를 지속하는 활성 전력 (와트에서 측정). 민감하는 전력이 직접 작동하지 않는 동안, 전압을 유지하고, 전력을 초과하는 경우, 전압을 중단하는 것은 전력을 중단 할 수 있습니다. 두 가지는 전력 공급을 초과하는 전력을 공급하는 데 도움이 될 수 있습니다.

전력 요인은 전력을 명백하게 하는 진짜 힘의 비율 - 능률적인 전기 힘이 이용된 방법의 중요한 지시자입니다. 낮은 동력 인자는 선 손실을 증가하고 전송과 배급 인프라의 효과적인 수용량을 감소시키는 높은 민감하는 전력 수요를 나타냅니다. 공용품은 빈약한 동력 인자를 가진 큰 산업과 상업적인 고객에 penalties를 수시로 부과합니다. EV 충전소, 특히 빠른 위탁 임명은, 제대로 보상하지 않는 경우에 낮은 전력 요인을 전시할 수 있습니다.

정체되는 VAR 보상기 일

정체되는 VAR Compensator는 전압을 통제하기 위하여 주사하거나 민감하는 힘을 흡수하는 인 주사하거나 흡수하는 동기 연결되는 가동 가능한 AC 전송 체계 (FACTS) 장치입니다. 그것은 몇몇 중요한 성분으로 이루어져 있습니다:

  • Thyristor-Controlled Reactors (TCRs):] 이 가변 유도적인 민감 동력 흡수를 제공합니다. 다른 각도에서 티리스를 물리 쳐서 효과적인 유도 및 따라서 민감하는 전력 소비는 지속적으로 조정가능합니다.
  • Thyristor-Switched 축전기 (TSCs):] 이 정전성 반응성 힘 주입의 분리한 단계 제공합니다. 흡인기를 가진 엇바꾸기 축전기는 전통적인 개폐기의 기계적인 착용 없이 급속한 삽입 또는 제거를 허용하.
  • Harmonic Filters:] SVCs는 종종 전장의 전력 품질을 개선하는 티저 스위칭에 의해 생성 된 조화를 흡수하기 위해 조정 필터 은행을 포함한다.

제어 시스템은 일반적인 커플 링의 점에서 전압 및 민감 전력을 모니터링하고, TCR 및 TSC 요소는 거의 즉시 (두 사이클로 하나에서) 대상 전압 설정점을 유지하기 위해 조정합니다. 이 빠른 응답은 기계적으로 초 또는 분의 타임 스태프에 작동되는 커패시터 또는 원자로에서 SVC를 구별합니다.

EV 충전 인프라의 독특한 수요

EV 충전은 SVC 기술을 특히 귀중한 여러 그리드 통합 문제를 제시합니다.

급속한 짐 변동

기존의 부하와 달리 EV 충전 전력 그릴은 초에서 극적으로 변화 할 수 있습니다. 단일 빠른 충전기 (150-350 kW)는 약한 유통 피더에 대한 몇 %의 전압 딥을 일으킬 수 있습니다. 여러 차량이 동시에 충전 할 때 주요 스포츠 이벤트 또는 피크 정류 시간 동안 - 누적 효과는 기존의 탭 변경 변압기의 전압 조절 기능을 초과 할 수 있습니다.

클러스터링 및 혼잡

충전소는 고속도로를 따라 클러스터를 갖는 경향이, 쇼핑 센터, 그리고 도시 지구. 한 영역에서 집중된 높 힘 수요는 국부적으로 배급 변압기 및 케이블. 보상 없이, 유틸리티는 거대한 비용에 지류를 격상시킬 필요가 있고, 또는 위치에 의하여 충전기의 수를 제한할지도 모릅니다.

DC 빠른 충전기 및 전력 품질

DC (DC) 빠른 충전기는 차량 배터리를 위해 DC에 AC 그리드 전력을 변환합니다. 이 변환은 그리드로 조화 된 전류를 주사 할 수있는 정류기, 더 분해 전압 품질을 포함합니다. 조화 된 필터가있는 SVC는 이러한 왜곡을 완화 할 수 있으며, 데이터 센터 또는 의료 장비와 같은 인근 민감한 부하를 보장합니다. 영향을받지 않습니다.

EV 충전 네트워크에 대한 SVCs의 이점

EV 충전 허브 근처에 SVC를 배포하면 저하 가능한 운영 및 경제적 혜택을 제공합니다.

강화된 전압 안정성

SVCs는 갑작스런 부하 변화에도 불구하고 단단한 포용력 내의 전압을 붙들었습니다. 이것은 충전기의 밑에 전압 차단을 방지하고 온보드 전자공학의 경도를 보호합니다.

향상된 전력 품질

SVCs는 흔들림을 줄이고 유해성을 억제하고, 클리너 공급을 만들기. 이것은 IEEE Standard 519 및 기타 그리드 코드를 회의하는 데 중요합니다.

새로운 선 없는 증가된 격자 수용량

민감하는 전력 보상은 기존의 피더의 사용을 최적화합니다. SVC는 20-30 %의 라인의 전력 전송 능력을 효과적으로 증가시킬 수 있으며 인프라 업그레이드없이 사이트에서 더 많은 충전기를 추가 할 수 있습니다.

운영비용 절감

안정적인 전압 및 향상된 동력 인자 낮은 라인 손실 및 탭 변경자 및 기타 유틸리티 장비에 마모를 줄일 수 있습니다. 상업 충전 사업자, 페널티 피시 및 더 높은 충전기 가동 시간 투자에 더 나은 수익을 위해 직접 번역.

계획 및 도전

SVC는 성숙한 기술이지만, EV 충전에 응용 프로그램은 주의적 계획이 필요합니다.

위치 및 Sizing

최적의 배치는 피더 임피던스와 로드 프로파일에 따라 다릅니다. 역의 주요 변압기의 전용 SVC는 최고 일 수 있습니다. 분산 충전기, 작은 SVC 또는 대안 FACTS 장치 (STATCOM과 같은)에 대한 분산 된 충전기의 경우 비용이 더 효과적 일 수 있습니다. 연구 사용 하중 흐름 시뮬레이션을 사용하여 필요한 민감 전력 범위를 결정하십시오 (대형 고속도로 사이트의 50 MVAR에 5 MVAR에서 50 MVAR로 전형적으로).

제어 시스템 통합

SVC 제어 시스템은 역의 에너지 관리 시스템과 유틸리티 SCADA와 통신해야합니다. 고급 컨트롤러는 예를 들어, 축구 경기 및 사전 위치 SVC 출력 후 수요에 큰 영향을 미치는 것으로 예상되는 부하를 예측할 수 있습니다.

비용 및 발자국

SVC는 상당한 자본 투자 (kVAR 당 $ 50-100)을 포함 하 고 커패시터 은행 및 원자로에 대 한 실질적인 부동산을 필요로 합니다. 그러나, 변전소를 업그레이드 하는 비용에 비해 또는 새로운 전송 라인 구축, SVCs 종종 가장 경제적 인 옵션입니다. 유틸리티는 점점 고객 사이트에 민감 한 전력 지원에 대 한 인센티브 프로그램을 제공 합니다.

유지 및 수명주기

Thyristors와 축전기 은행에는 finite 일생이 있고 정기적인 보충을 요구합니다. 고성능 전자공학을 위한 냉각 장치는 upkeep를 필요로 합니다. 그럼에도 불구하고, 현대 SVCs는 99%의 위 신뢰성과 더불어 서비스 20-30 년간, 디자인됩니다.

미래 트렌드: SVC 및 스마트 그리드

EV 충전 및 민감 전력 보상 사이의 시너지가 빠르게 진화하고 있습니다.

SVC 대 STATCOM

정적 동기식 보상기 (STATCOMs)는 더 빠른 응답 (sub-cycle) 및 더 작은 발자국을 제공하는 천식 요소 대신 전압 소스 변환기를 사용합니다. STATCOMs는 kVAR 당 더 비싸지만, 그들은 배포 수준 응용 프로그램에 선호됩니다. SVC 및 STATCOM 기술을 결합하는 하이브리드 시스템은 신흥됩니다.

Renewables 및 Storage와 통합

태양과 배터리 저장과 결합 된 충전 스테이션은 SVC를 사용하여 광전지 발생에서 부드러운 전압 변동을 사용할 수 있으며 그리드 방해 중 민감 전력을 지원할 수 있습니다. 이것은 필요한 경우 섬을 수용 할 수있는 탄력있는 마이크로 그리드를 만듭니다.

차량 통행 (V2G)

양방향 충전기가 공통적으로 되기 때문에, EV는 민감하는 전력 지원을 제공할 수 있습니다. 그러나 수천 개의 차량이 복잡한 제어 문제를 소개합니다. SVC는 여전히 V2G를 분산시킨 대량의 빠른 행동 보상을 처리해야 할 것입니다.

그리드 코드 및 표준

유럽과 북미의 규제는 점점 충전 스테이션이 지정된 전력 요인 (예 : 0.95의 래깅을 선도하는 0.95)을 유지한다는 것을 위임했습니다. SVC는 준수, 현장 입증 솔루션을 제공합니다.

관련 기사

VAR Compensators는 전송 시스템의 틈새 기술이 아닙니다. 이 제품은 현대 EV 충전 인프라의 끊김없는 구성 요소가됩니다. 동적 조절 전압 및 민감 전력으로 SVC는 빠른 충전, 높은 역 밀도 및 낮은 전반적인 시스템 비용을 가능하게합니다. 전기 이동성 서지의 수요로 SVCs와 같은 강력한 보상 기술에 투자하면 신속하게 분산 된 그리드가 전환을 지원할 수 있습니다. 전력 전자 혁신을 계속하고, EV 충전 솔루션은 오늘날의 진정한 기술로 더욱 효과적입니다. SVCs와 같은 강력한 보상 기술에 대한 투자는 신속하게 충전 할 수 있으며, 그리드가 전환 할 수 있습니다. 오늘날의 전력 제어 솔루션은 오늘날의 기술에 대한 완벽한 솔루션을 제공합니다.

민감하는 전력 보상에 대한 자세한 내용을 보려면 ] NREL 보고서를 참조하십시오. EV 통합 그리드 서비스, ]IEEE 기술 분석 SVC 응용, ]ABB의 SVC 제품 개요.