I dispositivi di compensazione del potere reattivo sono essenziali nei sistemi di alimentazione. Il loro ruolo principale è migliorare il fattore di potenza dei sistemi di approvvigionamento e distribuzione, Migliorando così l'utilizzo delle apparecchiature di trasmissione e sottostazione, Aumentare l'efficienza elettrica, e ridurre i costi di elettricità. Inoltre, L'installazione di dispositivi dinamici di compensazione della potenza reattiva in posizioni strategiche lungo le linee di trasmissione a lunga distanza può rafforzare la stabilità del sistema, Aumento della capacità di trasmissione, e stabilizzare la tensione all'estremità ricevente e per tutta la griglia.
Le apparecchiature di compensazione della potenza reattiva si sono evolute attraverso diverse fasi di sviluppo. I primi esemplari, Il condensatore sincrono, era voluminoso e costoso ed è stato gradualmente eliminato. Il secondo metodo, Usando condensatori shunt, offre i vantaggi di basso costo e facilità di installazione e utilizzo. Tuttavia, A causa delle potenziali armoniche e di altri problemi di qualità del potere nel sistema, L'uso di condensatori puri è diventato meno comune.
L'attuale metodo della compensazione del condensatore del reattore in serie è ampiamente adottato per migliorare il fattore di potenza. Per i sistemi di utenti con produzione continua e bassa variabilità del carico, compensazione fissa con condensatori fissi (Fc) è generalmente raccomandato. In alternativa, La compensazione automatica controllata dai contattori e implementata in passaggi è adatta per i sistemi di alimentazione e distribuzione di media e bassa tensione.
È necessaria una rapida compensazione quando le variazioni di carico sono rapide o in presenza di carichi di shock, come nei mixer del settore della gomma, dove le esigenze di potenza reattiva del sistema fluttuano rapidamente. Tuttavia, I condensatori utilizzati nei sistemi di compensazione automatica di potenza reattiva standard mantengono una tensione residua dopo la disconnessione e la rimozione dalla griglia. L'entità di questa tensione residua è imprevedibile e richiede 1-3 minutes to discharge. Perciò, reconnection to the grid must wait until the residual voltage is reduced to below 50V by the capacitor’s internal discharge resistor, precluding rapid response. Inoltre, the presence of significant harmonics in the system means that LC tuned filter compensation devices, comprising capacitors and reactors in series, require substantial capacity to ensure capacitor safety. This can also lead to system over-compensation, resulting in a capacitive system.
The Static Var Compensator (Svc), a type of static reactive power compensation device, was thus developed. Its typical configuration consists of a Thyristor Controlled Reactor (TCR) combined with a Fixed Capacitor (Fc) bank, often requiring series connection with a certain proportion of reactors. Il significato dell'SVC sta nella sua capacità di regolare continuamente la potenza reattiva modulando l'angolo di ritardo di innesco dei tiristi all'interno del TCR. Gli SVC sono utilizzati principalmente nei sistemi di distribuzione di potenza media e ad alta tensione e sono particolarmente adatti per scenari con grandi capacità di carico, gravi problemi armonici, Carichi di shock, e alti tassi di variazione del carico, come nelle acciaierie, L'industria della gomma, metallurgia non ferrosa, Elaborazione dei metalli, e ferrovie ad alta velocità.
Con il progresso della tecnologia di elettronica di potenza, in particolare con l'avvento dei dispositivi IGBT e tecniche di controllo migliorate, È emerso un nuovo tipo di apparecchiatura di compensazione di potenza reattiva, Distinto dai design tradizionali basati su condensatori e reattori. Questa attrezzatura è il generatore VAR statico (Svg), which utilizes PWM pulse-width modulation control technology to either generate capacitive reactive power or absorb inductive reactive power. Unlike traditional systems, SVGs do not rely heavily on capacitors but on bridge-type converter circuits employing multilevel technology or PWM technology, eliminating the need for system impedance calculations during use. Inoltre, SVGs offer the benefits of a smaller footprint and the ability to rapidly and smoothly adjust reactive power on a continuous dynamic basis, providing bidirectional capacitive and inductive compensation.
Comparative Analysis of SVG and SVC Reactive Power Compensation Devices
1. Different Principles
UN. SVC can be seen as a dynamic reactive power source. Based on the grid’s connection needs, Può fornire potenza reattiva capacitiva alla griglia o assorbire l'eccesso di potenza reattiva in eccesso della griglia. Ciò si ottiene collegando una banca di condensatori, In genere una banca del filtro, alla griglia. Quando la griglia non richiede molta potenza reattiva, Qualsiasi potenza reattiva capacitiva in eccesso viene assorbita da un reattore connesso in parallelo. La corrente del reattore è controllata da un gruppo di valvole tiristor. Regolando l'angolo di fase del griristore innescante, Il valore RMS della corrente che scorre attraverso il reattore può essere modificato. Ciò garantisce che l'SVC nel punto di accesso alla griglia fornisca la potenza reattiva sufficiente per stabilizzare la tensione all'interno dell'intervallo specificato, compensando così il potere reattivo della griglia.
B. SVG impiega un inverter di tensione ad alta potenza come core. Regolando l'ampiezza e la fase della tensione di uscita dell'inverter, o controllando direttamente l'ampiezza e la fase della corrente laterale CA, SVG assorbe o emette rapidamente il potere reattivo necessario. Ciò consente una regolazione rapida e dinamica del potere reattivo.
2. Velocità di risposta diverse
La velocità di risposta di SVC varia generalmente da 20-40 ms, mentre la risposta di SVG non supera i 10 ms, consentendo una soppressione più efficace delle fluttuazioni di tensione e lo sfarfallio. Con la stessa capacità di compensazione, SVG fornisce i migliori risultati nella fluttuazione e allo sfarfallio della tensione mitigazione.
3. Diverse caratteristiche di bassa tensione
SVG si comporta come una fonte attuale, con la sua capacità di uscita minimamente influenzata dalla tensione del bus. Questa qualità offre a SVG un vantaggio significativo nelle applicazioni di controllo della tensione. The lower the system voltage, the more necessary dynamic reactive power regulation becomes. SVG’s superior low-voltage characteristics mean that its output of reactive current is independent of system voltage. It can be considered a controllable, constant current source that continues to deliver rated reactive current even when system voltage drops, demonstrating robust overload capacity. In contrast, SVC exhibits impedance-type characteristics, with output capacity heavily influenced by bus voltage. As the system voltage decreases, SVC’s capacity to output reactive current diminishes proportionally, lacking the ability to handle overloads. Consequently, SVG’s reactive power compensation is unaffected by system voltage, while SVC’s compensation capacity linearly decreases as the system voltage falls.
4 Diverse prestazioni di sicurezza delle operazioni
SVC prende la reattanza adeguata al tiristore e più condensatori come mezzo principale per la compensazione del potere reattivo, che è molto incline al fenomeno dell'amplificazione della risonanza, portando a incidenti di sicurezza, e quando la tensione di sistema fluttua notevolmente, L'effetto di compensazione è notevolmente influenzato, e la perdita dell'operazione è grande; I condensatori di supporto SVG non devono impostare una banca filtro, e il fenomeno dell'amplificazione della risonanza non esiste, e SVG è un dispositivo di compensazione di tipo attivo, ed è un dispositivo di origine corrente composto da IGBT, che è un dispositivo commutabile, evitando così il fenomeno di risonanza e migliorando notevolmente le prestazioni della sicurezza operativa. SVG è un dispositivo di compensazione attivo, che è un dispositivo di origine corrente composto da dispositivo commutabile IGBT, evitando così il fenomeno di risonanza e migliorando notevolmente le prestazioni della sicurezza operativa.
5. Caratteristiche armoniche diverse
SVC impiega raddrizzatori controllati al silicio (SCR) Gestire l'equivalente impedenza fondamentale del reattore. Ciò non solo lo rende suscettibile alle armoniche di sistema, ma fa anche generare un numero significativo di armoniche. Per mitigarlo, SVC deve essere abbinato a una banca del filtro per eliminare le proprie emissioni armoniche. D'altra parte, SVG utilizza la tecnologia a bridge monofase a tre livelli, in grado di produrre forme d'onda di tensione a cinque livelli in una singola fase, e impiega metodi di modulazione dell'impulso che spostano la fase del vettore. Questo approccio rende SVG meno influenzato dalle armoniche del sistema e persino consente di sopprimerli. SVG riduce significativamente il contenuto armonico nella corrente di compensazione incorporando tecniche come la moltiplicazione, multi-livello, o modulazione a larghezza di impulsi, offering an advantage over SVC.
6. Different Space Requirements
SVG occupies a space that is 1/2 A 2/3 smaller than that of SVC when providing the same compensation capacity. SVG’s use of fewer reactors and capacitors substantially decreases both the size and footprint of the device. In contrast, SVC’s reactors are not only larger but also require more space for installation, resulting in a larger overall footprint.
