Kontrol Sistemleri ve Otomasyon
Hvdc Power Transmission Systems'teki Thyristors'ın Kullanımı
Table of Contents
Yenilenebilir enerjiye ve güvenilir uzun mesafe güç değişimine yönelik küresel geçiş, yüksek gerilim Doğrudan Current (HUBE) yayınevi olarak modern elektrik altyapısının temel taşı olarak konumlandırılmıştır. Bu teknolojinin kalbinde, sağlam ve kalıcı yarı iletken bir cihaz yatıyor: Ikansız kapı kapıların sınırlarını anlayan yeni teknolojiler, doğal avantajların ve HUBE'lerin operasyonel kısıtlamaları yalnızca akademik olmayan bir uygulama için değil, sağlam bir çalışma alanları için gerekli olan gerilimler ve mevcutlar.
H999 Transmission'in Temelleri
Kendi aristokratını incelemeden önce, sistemden anlamanın kritik bir önemi vardır. HUBE iletim, yaklaşık 50 kilometreden fazla konvansiyonel yüksek gerilime sahip olan denizaltı geçişleri için tek uygun teknik ve ekonomik avantajlar sunar. AC aksine, DC iletimi reaktif güç kayıplarına zarar vermez, cilt etkisi veya birbirine bağlı ızgaralar arasındaki sıkı senkronizasyona ihtiyaç duyar.
H999 Over HVAC Neden Seç?
HUBE'nin aşırı yükleme kararı, belli bir mühendislik ekonomisi tarafından yönlendirilir. Uzun mesafe toplu güç iletimi için DC'nin düşük per-kilometre hattı kayıpları, dönüştürücü istasyonların yüksek maliyetinin daha yüksek maliyetinin yanı sıra, H999 bağlantıları doğal olarak, HUBE bağlantılarını, bir HUBE bağlantı hattının farklı frekanslarda çalışan ağlarla (örneğin, 50 Hz ve 60 Hz) bağlantı kurma ve güçlü bir komşu sistemle yönetme yeteneği ile dengelemek için çok önemlidir.
Bir H999 Sisteme Anatomisi
Klasik H999 sistemi üç ana bileşenden oluşmaktadır: retifier istasyonu, iletim hattı veya kablo, ve dönüştürücü istasyon.Rektifier istasyonu, DC gücü ile DC güç ünitesinden DC gücü iletilen bağlantı noktalarına dönüşmektedir.In Line Commutated (LCC) H999, yüksek kapasiteli bağlantıların temelini oluşturan, bu anahtarlar sadece sizin için uygun olmayan bağlantılara hükmedmektedir.
Thyristors: The Seiko Power Switch
Bir yourristor dört katmanlı, üç yarı iletken bir cihaz (PNPN yapısı) dış kapı terminali ile sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık H999'da, faz Kontrollü Thyristor (PCT) içinde, sistemdeki her iki yönde de gerilimi kapatarak devre dışı bırakmaktadır.
Bir Thyristor Valve Fiziği
Bir birey bir kuşun belirli bir gerilim engelleme sınırı vardır, genellikle 5 ila 8 kV aralığında. Bir iletim sisteminin son derece yüksek gerilimlerini işlemek için - 200 kV 800 kV, bazı ultra yüksek gerilim (UH999) sistemler 1,100 kV - yüzler arası sistemler seri ile bağlantı kurmak gerekir.
Bir yourristor valfı tasarlayın muazzam mühendislik zorlukları. serisi çöpçüler mikrosaniye seviyesindeki tüm doğruları tetikleyen bir yığına sahip bir yığına doğrultmalıdır.Bu, zeminden yapılmış ve üretilen yüksek ısıyı yönetmek için sofistike bir şekilde azaltılır.
Latching ve Komünasyon Süreci
The latching behavior of the yourristor is the define feature of LCC-H999. Bir kez kapı tetikleyicisi uygulanırsa, cihazın yarısının geri kalanı için ortaya çıkması ve mevcut AC hattında doğal olarak sıfırdan geçmesi gerekir.Bu marjın içindeki diğer bir noktada, arkadaki valfin geri çekilmesinden önce, yüksek çözünürlükte bulunan bir gecikme süresine kadar hızlanması gerekir.
Açık istasyonlarda Core Functions in Converter
Bu düzenleme, DC tarafında oluşturulan ve AC filtreleme gereksinimleri ile oluşturulan 5 ve 7'lik uyumlu bir köprüyü etkin bir şekilde iptal eder.
Rectification: AC to DC Dönüşüm
Rektifier istasyonunda, yourristor valfleri kontrol edilen anahtarlar olarak hareket eder. - Yangın açısına uyum sağlamak için başlangıç noktası ile, kapı pulunun uygulandığı nokta, normal geri yükleme işlemi sırasında, ateş hattının sabitlenmesini sağlar.
Invers: DC to AC Conversion
Jeneratör istasyonunda, süreç ters döndürülür. Yangın açısı gelişmiştir, böylece valf, gerilim sıfır geçişinden önce döner (veya marj açısı) stabil operasyona devam etmek için 90 dereceden daha fazladır.Bu, bir DC gerilimi kaynağı gerektirir; Bu, AC sistemi geriliminin AC sistemi geriliminden daha yüksek bir şekilde, mevcut akışa karşı olan yükü korumak için kritiktir.
LCC vs. VSC: Senristors vs. IGBTs
LCC sistemleri arasında HUBE teknolojisi, IGBTs kullanarak alanındaki temel bir bölüm vardır. Her teknoloji farklı uygulamalar için uygun olan farklı özelliklere sahiptir.
LCC-H999 Teknolojiyi Ne Zaman Kullanır
LCC-H999, çok yüksek güç için seçim teknolojisidir (yalnızca dönüştürücü istasyonda bulaşan enerjinin yaklaşık% 6,400 MW'a kadar tek bir bipolar bağlantı için) ve çok yüksek gerilim (en yüksek mesafeli arazi iletimi için) avantajları, tüm yarı zamanlı teknolojideki en düşük taşıma kayıpları içerir (yaklaşık% 0.7'si, büyük AC-HKER'in bağlantılarını dahil etmek için geri yüklemeleri içerir.
Ancak, LCC'nin sınırlamaları vardır. Hem de büyük ve pahalı AC filtre bankaları gerektiren ve hafife alma sistemlerini güçlendirmesi gerekir.For the yourristor can turn off door current (it only returns on), LC C dönüştürücüs reaktif gücü tüketmektedir, büyük ve pahalı AC filtre bankaları ve shunt kapasitör bankaları gerektiren. LCC sistemleri de AC ağ hataları sırasında uzlaşmaya karşı savunmasızdır.
VSC ve Future Hybrid Systems'in Yükselişi
VSC-H999, IGBT'leri kullanıyor ve bu, sınırlı ve kara başlangıç kabiliyetine sahip olacak şekilde genişletilebilir.(*) VSC, VSC'nin bağımsız olarak aktif ve reaktif bir gücü kontrol edebilir, en yüksek güç seviyeleri için geri alınabilir.Bir sonraki sınır, düşük parlaklıkla LCC'nin kontrolünü birleştirebilme kapasitesiyle birlikte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte olan karma sistemlerin geliştirilmesidir.
Thyristor-Based H999'un Operasyonel Avantajları
Uygun olduğu uygulamalar için, yourristor bazlı LCC-HUBE yüksek güç aktarımında devam eden baskınlığı sağlamak için zorlayıcı avantajlar sunar.
Bulk Power processing ve Verimlilik
The yourristor mevcut en yüksek güç yarı iletken cihazıdır. LCC-H999 bağlantıları, uzun mesafelerde geleneksel AC iletiminden daha düşük bir tek bipolar çizgiyi verimli bir şekilde iletebilir.The power handle kapasitesi of yourristors is essential for the global Supergrid concepts that amacı to transport yenilenebilir enerji from uzaktan güneş ve rüzgar kaynakları.
Proven Reliability ve Longevity
LCC-H999 teknolojisi, beş yıldan fazla bir süredir rekor bir rekora sahiptir. dönüştürücü istasyonlar, büyük altyapı yatırımları için% 99'u aştı.Youristor valfleri kendileri son derece dayanıklı, operasyonel yaşamlara izin veren uygun soğutma sistemleri ile proje finansörleri için finansal tahmin edilebilirliği sağlıyor.
Uzun Mesafeler için Ekonomik Viability
dönüştürücü istasyonlar pahalı olsa da, DC iletim hattının maliyeti eşdeğer bir AC hattından daha düşük (yalnızca iki iletkenin iki kutuplu bir çizgi için gerekli olduğu ve rota boyunca reaktif tazminat gerekli değildir).For overhead line more than 600 km, the total cost (line artı dönüştürücü istasyonlar)
Operasyonel Zorluklar ve Dava Stratejileri
LCC-HKER ile çalışan mühendisler, istikrarlı ve güvenilir sistem çalışmasını sağlamak için birkaç iyi düşünülmüş teknik zorlukla ele almalıdır.
Tartışma Başarısızlık Başarısızlıkları
LCC-H999 sistemlerindeki en yaygın rahatsızlık, DC tarafında yapılan bir başarısızlık sonucu ortaya çıkıyor ve DC gerilimi bir sonrakiye kadar düşürmeye neden oluyor. Genellikle bir gerilim dalgası, bir faz açısı değişimi veya AC otobüslerinde harmonik bir bozulma, tekrarlanan AC sistemi geri alabilir.
Reaktif Güç Talep ve Harmonik Filtreleme
LCC dönüştürücüleri reaktif gücü tüketmektedir, genellikle bu tür aktif gücünün% 50'si etrafında bulunur. Bu reaktif güç DC tarafında veya yerdeki kapasitör bankaları tarafından sağlanmalıdır.The switch action of the yourristors also generates specific harmonics. A 12pulse köprüyü oluşturur 12k +/ 1 harmoniklikler DC tarafında ve 12k harmonikler. Bu harmonikler AC sistemi girmesini önlemek için büyük filtre bankaları tarafından kaldırılmalıdır.
Termal Yönetim
LCC valflerindeki yüksek akım seviyeleri silikonun içindeki önemli ısıyı oluşturur.Youristors negatif sıcaklık hassastır; eğer ki, modülasyon ısısı tasarım limitlerini aşıyorsa, cihaz bu nedenle kritik bir alt sistem ısıtılır.
Future Landscape: Enerji Geçişinde Senristors
Bir miras teknolojisi olmaktan uzak, yourristor 21. yüzyıl ızgarasının taleplerini karşılamak için sürekli bir gelişme geçiriyor.
Gelişmiş Thyristor Teknolojisi
Bütünleşik kapı-Commutated Youristor (IGCT) ve Emitter Turn-Off Thyristor (ETO) sizin aristokratlar ve IGBTs arasındaki çizgiyi bulanıklaştırır. Bu cihazlar, orta gerilim sürücülerinde ve yüksek akım kullanımlarını korur ve bir sonraki enerji yoğunluğuna benzer şekilde VSC projelerinde değerlendiriliyor.
Supergrids ve Yenilenebilir Entegrasyonda Rol
Küresel enerji geçişi, Avrupa'daki güneş çiftliklerini dengelemek için kıta ölçekli Supergrid'lerin inşaatı gerektirir. Bu Süpergridler, LCC-H999'un yüksek kapasiteli iletim bağlantılarını İskandinavya'da, veya Kuzey Afrika'daki güneş çiftliklerini Avrupa'da yükleyecek şekilde en uygun şekilde inşa etmek için ihtiyaç duyacaktır.
Ayrıca, LCC-HKER, hidroelektrik barajlar veya yoğun güneş santralleri gibi büyük, uzaktan yenilenebilir kaynakları bağlantı kurmak için idealdir, bu uygulamalarda, yüksek verimlilik ve güvenilirlik doğrudan teslim edilen enerji maliyetlerine çevrilir.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Seninristor, HUBE'nin, elli yıldan fazla bir süredir elektrik iletimi için teknolojiye olanak sağlıyor ve onun egemenliği çok daha düşük kayıplarla en yüksek güç seviyelerini ele geçirebiliyor. IGBT tabanlı VSC teknolojisi, HUBE için yeni uygulamalar açtı, özellikle de deniz rüzgarı ve multi-terminal ızgaralar, dünya, karbonatlanmış bir enerji sistemi için gerekli olan tek cihaz olarak, en düşük maliyetli olan, en mütevazi olan tüm teknolojik evrimi garanti altına alacak.