Việc cung cấp điện đã trở thành một cột sống quan trọng cho nền kinh tế hiện đại, đặc biệt là trong những vùng có mật độ dân số và hoạt động công nghiệp cao. Khi lưới phải đối mặt với áp lực tăng từ hồ sơ tải biến, cơ sở hạ tầng lão hóa, và sự tích hợp của nguồn năng lượng tái tạo, duy trì sự ổn định điện áp chưa bao giờ khó khăn hơn. Trong trường hợp này nghiên cứu cách mà sự cân bằng giữa các phân bổ âm thanh Static Synron (TMACOM) cung cấp một giải pháp mạnh mẽ để tăng cường độ ổn định lưới điện ở các khu vực cao và ô nhiễm, vẽ trên dữ liệu thực tế và kết quả hoạt động.

Công nghệ STATCOM là gì?

Một bộ điều chỉnh điện tử tĩnh (TTTTTCOM) là một thiết bị điện tử cung cấp sự bù lại và điều chỉnh điện áp nhanh chóng và chính xác. Nó thuộc về hệ thống điều hòa điện từ dễ dàng điều chỉnh (FATC), được thiết kế để tăng cường khả năng điều khiển và tăng cường khả năng truyền tải điện năng. Khác với các ngân hàng hoặc lò phản ứng mạch chủ truyền thống, STATCOM sử dụng hệ thống chuyển đổi mã nguồn điện áp (VC) để tiêm hoặc hấp thụ điện năng gần như ngay lập tức.

Nguyên tắc hành động

Trung tâm của một máy biến thế STATCOM là bộ chuyển đổi điện áp có thể thay đổi độ lớn và giai đoạn của điện áp đầu ra với hệ thống. Khi điện áp STATCOM cao hơn hệ thống điện áp, năng lượng phản ứng từ STAT thành hệ thống điện tử (hình thái dương); khi phần mềm STATCOM hấp thụ điện áp (trong chế độ điện áp) (trong chế độ điện áp. Tính năng này tương đương với bộ điều khiển đồng bộ điện áp STATCOM cao hơn hệ thống, nhưng không có bộ phận hoạt động nhanh hơn và bảo trì năng lượng thấp hơn.

So sánh với giải pháp truyền thống

Sự bù đắp điện phản ứng truyền thống phụ thuộc vào ngân hàng tụ điện và lò phản ứng, được chuyển đổi theo những bước riêng lẻ. Hoạt động cơ học của họ đưa ra sự chậm trễ và không thể đáp ứng lại điện áp nhanh. Ngược lại, STATCOM có thể chuyển đổi từ hoàn toàn đầu ra đầu ra trong một chu kỳ (thường là 16–20- giây). Tốc độ này làm cho nó trở nên vô giá để giảm điện áp, nháy và quá tải. So sánh với Bộ điều khiển Stact VarC, tính năng tăng cường năng suất điện áp ở mức độ cao hơn, dù hiệu suất làm việc đầu tiên là thấp hơn và hiệu suất đầu tiên cao hơn.

Kiểu cấu hình STATCOM

Các hệ thống máy tính hiện đại có sự khác nhau trong cấu hình dựa trên đánh giá và ứng dụng.

  • Bộ chuyển đổi đa cấp độ đa phương tiện (MMC) STATCOM ): Dùng hàng trăm thư mục con để tổng hợp điện thế xuất gần như mã nguồn, giảm thiểu bộ lọc điều hòa. Lý tưởng cho ứng dụng truyền tải nhiều ảnh mẫu (115 kV đến 765 kV).
  • Bộ chuyển đổi mã nguồn cấp 2 hay cấp 3 [VLT: 1] ):: thiết kế đơn giản hơn, thường được dùng cho việc phân phối hay truyền tải tập tin thấp (lên 138 kV).
  • Chọn giao thức STATCOM [DSTATCOM] ): một biến thể nhỏ hơn được triển khai tại phân phối để giảm tốc độ nhấp nháy và tăng chất lượng năng lượng cho các vật chứa công nghiệp.

Thử thách về khả năng ổn định ở những vùng cao

Các khu vực cao- khu vực cao- theo nghĩa bóng là trung tâm đô thị dày đặc hoặc các hành lang công nghiệp - những thách thức về sự ổn định độc đáo mà các phương pháp bồi thường thông thường phải đấu tranh để giải quyết. tải mật độ có thể hơn 5000 MW trên một dặm vuông, với sự biến đổi nhanh chóng theo thời gian do điều hòa không khí, bầu cử vận tải, và quá trình sản xuất. những quá trình phụ sau đây chi tiết các vấn đề chính.

Công suất cao và năng lượng hoạt động cân bằng

Thay đổi tải đột ngột gây ra sự nhúng điện áp tương ứng hay sưng phù. Ví dụ, một máy kích động lớn hoặc một vòng cung lò nhiệt có thể làm giảm điện áp 5–15% cho nhiều chu kỳ. Không có sự đền bù nhanh, những dao động này truyền qua mạng, có khả năng gây ra thiết bị nhạy cảm hoặc gây ra sự mất hoạt động rộng rãi. Các ngân hàng phản ứng mạch truyền thống mất 1–3 giây để chuyển đổi, quá chậm để bắt đầu tạm thời.

Căng thẳng về trang thiết bị và làm giảm tuổi thọ

Các cuộc hành trình điện thế lặp đi lặp lại làm tăng tốc độ lão hóa của máy biến áp, các công tắc mạch điện và cách cách cách điện, và các thiết bị nhiệt hiện tại cũng giảm tốc độ. Một tiện ích trong vùng có nhiều máy biến áp bị lỗi, mức độ giảm đáng kể trong vùng có điện áp quá mức 5%.

Hợp nhất các nguồn năng lượng tái tạo

Những vùng có nhiều khu vực phân phối năng lượng mặt trời và gió những nguồn tài nguyên dựa trên máy tính không có khả năng điều hòa và phản ứng của máy tính đồng bộ khi mây bao phủ qua một nông trại năng lượng mặt trời lớn có thể giảm 80% trong phút gây ra sự sụp đổ điện áp nếu không được bù đắp. STATCOM có thể tiêm điện áp vào các bậc thang, cho phép sự xâm nhập vào mặt trời cao hơn.

Nghiên cứu về cách tăng cường: Nâng cấp Lưới Tính năng

Nghiên cứu sau đây xem xét 100 MVAR STATCOM cài đặt tại một ga phụ 230 kV phục vụ một khu vực đô thị có 8 triệu người. Khu vực này trải qua trung bình 40 lần điện áp mỗi tháng trong một số giờ cao điểm mùa hè, dẫn đến khiếu nại và hư hỏng của khách hàng. Các kỹ sư chọn một giá trị dựa trên STATCOM tại 100 MVAR ctacti/introti/intro, được đặt trong một tòa nhà nhỏ gần trạm.

Chọn chỗ và Hợp nhất

Trạm con được chọn vì gần với những vật liệu công nghiệp lớn (nhà máy, hội nghị xe hơi) và một nhà cung cấp thức ăn lớn.

  • Cài đặt một vịnh mới 230 kV vi pha trộn và bộ biến thế (30 kV / 48 kV).
  • Kết nối STATCOM với sự điều khiển của máy chuyển đổi tự động.
  • Nâng cấp hệ thống bảo vệ và kiểm soát để cho phép liên lạc thực tế với Hệ thống Quản lý Năng lượng (EMS).
  • Hệ thống làm mát dư thừa cho các thiết bị điện tử.

Toàn bộ hệ thống mất 14 tháng, với số tiền ít nhất để thắt cà vạt.

Thiết kế hệ thống điều khiển

Hệ thống điều khiển giao diện STATCOM sử dụng khung tham chiếu trục d-q để điều chỉnh năng lượng tự động và phản ứng. Một vòng điều chỉnh điện áp điều chỉnh chỉ mục điều chỉnh điều chỉnh để duy trì điện áp trạm xe buýt ở vị trí đặt (thường là 1. 2. 10). Một bộ điều khiển điều khiển điều khiển điều chỉnh thêm kích hoạt điện để phản ứng lại điện năng. Hệ thống có thể chuyển đổi giữa chế độ điều khiển điện áp, var và chế độ điều khiển yếu tố năng dựa trên điều khiển lưới.

Kết quả thao tác

Dữ liệu thu thập trong 18 tháng đầu của chiến dịch đã cho thấy những cải tiến đáng kể:

  • Số lượng điện áp dưới 0.9 pu giảm từ 40 xuống còn 4 / 1 tháng.
  • giảm 42% ): giảm bớt các sự kiện rải rác từ 12 xuống 7 năm, và không có sự bùng phát nào xảy ra.
  • Các hoạt động biến đổi biến đổi biến động giảm đi 60%, và nhà máy thép báo cáo giảm 25% trong sự hư hỏng của động cơ.
  • Năng lượng hoạt động ): Máy STATCOM đáp ứng 98% của tất cả các sự kiện trong vòng 1 chu kỳ, giảm hiệu lực sự quá tải trong thời gian chớp nhoáng khi đánh.

Phân tích kinh tế cho thấy thời gian trả lại là 3.5 năm từ việc bảo trì giảm, tránh chi phí tổn thất và chất lượng điện năng cho khách hàng công nghiệp.

So sánh với lựa chọn SVC

Trong giai đoạn lên kế hoạch, một phản ứng 100 MVAR Thyristor-Spetor (STSR) và Capactor (SVC) được xem xét. SVC có giá cả thấp hơn (khoảng 20%) nhưng chỉ có thể cung cấp 50% sức mạnh phản ứng trong vòng 1 chu kỳ; còn lại cần thiết 2–3 chu kỳ. Khả năng hoạt động cao hơn của STATCOM và dấu chân nhỏ hơn (40% đất) cuối cùng ảnh hưởng đến quyết định, các hạn chế của nơi Mạng.

Những sự cầu xin rộng hơn để làm lưới hiện đại hóa

Công nghệ STATCOM không chỉ giới hạn trong các khu vực đô thị cao cấp, các tiện ích trên toàn thế giới đang triển khai nó cho:

  • Sự kết hợp nông trại ): công viên gió ngoài khơi dùng các công viên lớn STATCOMs để tuân theo các quy định mạng để có thể phản ứng lại và đi qua lỗi.
  • Trong hệ thống AC yếu, như những hệ thống kết nối hydro từ xa với tải các trung tâm, STATCOM cải thiện sự ổn định tạm thời và khả năng chuyển năng lượng.
  • Chất lượng công nghiệp ): thép cối xay, lò nhiệt hồ và các hoạt động khai thác khai thác khai thác khai thác dùng DSTATCOMs để bù đắp cho đèn nhấp nháy và âm thanh.

Theo một Tập đoàn Năng lượng và Năng lượng , khả năng của STATCOM toàn cầu được dự kiến là vượt quá 50 GVAR vào năm 2027, được điều khiển bởi những sáng kiến tái tạo và hoạt động cứng lại.

Kết luận

Sự kết hợp của công nghệ STATCOM cung cấp một giải pháp được chứng minh, có thể mở rộng cho các thách thức mạng lưới được đối mặt bởi các khu vực cao và các vùng. Bằng cách cung cấp bù lại điện phản ứng phụ, STATCOM không chỉ cải thiện các quy định điện áp mà còn giảm bớt các thiết bị căng thẳng, giảm tần số tăng cường, và cho phép tăng cường năng lượng tái tạo cao hơn. Việc nghiên cứu trường hợp cho thấy ngay cả 100 thiết bị lắp đặt đa năng có thể mang lại sự cải tiến đáng tin cậy và thu hồi kinh tế. Khi tiêu dùng điện tiếp tục tăng và chuyển đổi theo hướng tới nguồn lực phân cấp, STATTGGGGG sẽ trở thành một công cụ cần thiết để duy trì, tích năng lượng cao hơn. Tính năng lượng điện năng lượng cao hơn, và đầu tư UTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTB: các thành phần lớn nhất trong mỗi phần của các phần tử hiện đại của các vấn đề trong các phần tử có thể cân nặng nhất trong các phần tử năng lượng mặt hàng nghìn giây, mà các vấn đề về mặt hàng nghìn giây, mà các vấn