SVG qüvvə sistemlərinin reaktiv güc kompensasiyasında hansı funksiyaları yerinə yetirir?

SVG necə işləyir: Əsas iş prinsipi və reaktiv cərəyan idarəetməsi

Statik VAR generatorları, ümumiyyətlə SVG kimi tanınan bu cihazlar reaktiv gücün idarə edilməsində ənənəvi üsullardan fərqli işləyir. Bu cihazlar reaktiv cərəyanı (VAR ilə ölçülən) yaratmaq və ya qəbul etmək üçün mexaniki hərəkət edən hissələri olmayan IGBT adlanan yarımkeçirici komponentlərə əsaslanır. Onların bu işi görmə üsulu əslində çox ağıllıdır. Onlar puls eni modulyasiyası adlanan bir şey istifadə edərək əks istiqamətli elektrik cərəyanları yaradırlar. İnduktiv yük nəticəsində gecikmə yarananda SVG, sistemi tarazlaşdırmaq üçün tutumlu cərəyan göndərir. Digər problemlərə səbəb olan tutumlu yüklər üçün isə əksini edir. Bu proses çox sürətli baş verir və sistemləri yalnız bir neçə onda bir saniyə ərzində tam qüvvə əmsalına yaxınlaşdırır.

Ani VAR generasiyası üçün IGBT əsaslı gərginlik mənbəyi inversiyası

Əsas innovasiya IGBT gərginlik-mənbəyi çevirici arxitekturasıdır. DC şin gərginliyinin anti-paralel IGBT cütləri vasitəsilə sürətli açılıb-bağlanması şəbəkə gərginliyindən dəqiq 90° faza sürüşməsi ilə üçfazalı AC dalğalarının yaradılmasına imkan verir — bu da reaktiv güc çıxışının sistem gərginliyinə mütənasib olaraq dəqiq və kəsilməz idarə edilməsini təmin edir. Ənənəvi həllərə nisbətən əsas üstünlüklər aşağıdakılardır:

• Kondensator banklarına xas olan harmonik rezonans risklərinin aradan qaldırılması
• Tam kapasitiv-dən induktiv aralığa keçidin pərəkəşsiz, pilləsiz tənzimlənməsi
• Gərginliyə asılı olmayan cərəyan çıxışı — tiristorla idarə olunan SVC-lərdən fərqli olaraq

Sub-millisekundlu dinamik cavab — mexaniki açarların məhdudiyyətlərinə qarşı

SVG-lər 1–5 millisaniyə ərzində cavab verir — bu, tiristorla işləyən kondensatorlara (300–500 ms) nisbətən 100–300 dəfə daha sürətlidir və fiziki kontakların hərəkəti və yenidən alovlanma məhdudiyyətləri səbəbilə 20–40 dövr gecikməyə məruz qalan mexaniki açarlardan bir neçə dəfə daha sürətlidir. Bu sub-dövr sürəti aşağıdakılar üçün vacibdir:

• Motorların işə salınması və ya generatorların çıxarılması zamanı gərginlik çökməsinin qarşısının alınması
• Qövs sobaları və qaynaq tətbiqlərində parlaqlıq dalğalanmalarının azaldılması
• Günəş və külək enerjisi ilə generasiyanın sürətli dalğalanmaları şəraitində gərginliyin sabitləşdirilməsi

Əhəmiyyətli olan budur ki, SVG-lər heç bir fasilə olmadan tutumlu və induktiv rejimlər arasına keçə bilir — qısa qapanma zamanı davamlılıq (FRT) təmin edərkən pozulmadan reaktiv ehtiyatlar təqdim edir; bu, mexaniki sistemlərin əldə edə bilmədiyi bir imkanıdır.

Güc keyfiyyətinin yaxşılaşdırılması üçün SVG: Harmoniklər, üçfazalı dengəsizlik və normativ tələblərə uyğunluq

Real vaxtda harmonik süzgəci və üçfazalı dengəsizliyin düzəldilməsi

SVG texnologiyası, dəyişkən tezlikli sürücülər (VFD) kimi cihazlardan gələn narahat edici tezlikləri ləğv etmək üçün təxminən anında əks cərəyanlar göndərərək harmonik distorsiyaya qarşı çıxır. Bu real vaxtda baş verdikdə, ümumi harmonik distorsiya (THD) səviyyəsi 5%-dən aşağı saxlanılır; bu da istehsalat sahəsindəki müxtəlif həssas avadanlıqlar üçün çox vacibdir. Başqa bir böyük üstünlük isə SVG-lərin reaktiv gücün fazalar üzrə idarə edilməsinin unikal yolu ilə üçfazalı gərginlik balanssızlığını aradan qaldırmasıdır. Təsəvvür edin ki, bir istehsalat müəssisəsində birfazalı lazer kəsicilər böyük üçfazalı maşınlarla birlikdə işləyir. Doğru balanslaşdırma olmazsa, mühərrikler isti olur və erkən sıradan çıxır. Lakin SVG-lər quraşdırıldıqdan sonra gərginlik balanssızlığı 8% -dən təxminən 2% -ə qədər əhəmiyyətli dərəcədə azalır. Bundan əlavə, köhnə passiv filtrləmə sistemlərindən fərqli olaraq, SVG-lərdə açarların işə düşməsini gözləmək və ya performansı məhdudlaşdıran problemli sazlama məsələləri ilə məşğul olmaq lazım gəlmir.

Yüksək distorsiyalı sənaye obyektlərində IEEE 519–2022 standartlarının tələblərinə uyğunluq təmin edilməsi

SVG texnologiyası, qövs sobaları və ya məlumat mərkəzləri kimi çətin şəraitdə belə, 50-ci sıra dək harmonikləri aktiv idarə edərək sistemlərin IEEE 519-2022 standartlarına uyğunluğunu təmin edir. PCC gərginliyi distorsiyasının 10% -dən artıq olmaya başlaması halında bu SVG qurğuları ümumi harmonik distorsiyasını (THD) təxminən 3,5% və ya daha aşağı səviyyədə saxlayaraq, əksər enerji təchizatçıları tərəfindən müəyyən edilən 5% limitindən əhəmiyyətli dərəcədə aşağıda saxlayır. Real bir nümunə olaraq, keçilən il Ponemon İnstitutunun hesabatında qeyd olunduğu kimi, bir yarıkeçirici zavodunda SVG qurğularının quraşdırılmasından sonra harmonik problemlər təxminən 92% azaldılmış və kondensator banklarının texniki xidməti üzrə illik təxminən 740 min ABŞ dolları qənaət edilmişdir. Sadəcə qanunvericilik tələblərinə uyğunluqdan kənara çıxmaq üçün bu cür proaktiv yanaşma yalnız potensial cərimələrdən qorunmağa deyil, həmçinin transformatorlara qeyri-lazımi yüklənmədən qorunmağa və gözlənilməz fasilələr olmadan səmərəli istismara dəstək olmağa kömək edir.

Şəbəkə sabitliyini təmin edən SVG: Gərginlik dəstəyi və qısaqapanma zamanı işləmə (FRT)

Şəbəkə pozuntuları və FRT hadisələri zamanı dinamik gərginlik tənzimlənməsi

SVG texnologiyası, gərginlik düşmələri, zirvələr və ya sistemin qısaqapanması kimi hallarda reaktiv gücün demək olar ki, dərhal verilməsi və ya udulması ilə elektrik şəbəkələrinin sabitliyini saxlamağa kömək edir. Mexaniki kondensator bankları reaksiya vermək üçün təxminən 3–5 dövr vaxt sərf edirlər, lakin SVG sistemləri dərhal cavab verir, gərginlikləri normal səviyyədən təxminən ±2% dərəcəsində saxlayaraq qoruyucu cihazların lazım olmadan işə düşməsini qarşısını alır. Qısaqapanma zamanı işləmə (FRT) şəraitində bu sistemlər IEEE 1547-2018 standartlarında göstərilən kimi, qatı şəbəkə tələblərini ödəmək üçün kifayət qədər reaktiv güclü ehtiyatlar saxlayır. 2023-cü ildə «Power Systems Research» jurnalında dərc olunmuş araşdırmaya görə, rüzgar enerjisi enerji qarışımının böyük hissəsini təşkil etdiyi ərazilərdə SVG əsaslı gərginlik idarəetməsi köhnə üsullara nisbətən elektrik kəsintilərini təxminən %60 azaldır.

Vəziyyət üzrə sübut: 33 kV-lu rüzgar elektrik stansiyasının SVG əsaslı reaktiv ehtiyatla inteqrasiyası

15 rüzgar türbinindən ibarət 33 kV-lu rüzgar elektrik stansiyasında SVG-nin şəbəkəni sabitləşdirmə təsiri nümayiş olunub. Quraşdırılma əvvəlində külək qalxanlarının səbəb olduğu gərginlik düşmələri 8%-dən artıq olmuş və türbinlərin söndürülməsinə səbəb olmuşdur. 5 MVAR-lıq SVG sisteminin quraşdırılmasından sonra reaktiv ehtiyat, FRT hadisələrinin 98%-i zamanı gərginliyi başlanğıc səviyyədən 1,5% daxilində saxlamışdır. Əsas nəticələr aşağıdakılar olmuşdur:

• şəbəkə qısa qapanmaları zamanı 0,9 birlik (pu) aşağısına düşən gərginlik çöküntülərində 70% azalma
• 0,15 saniyəlik qısa qapanma pəncərəsi dövründə heç bir rüzgar türbininin sönməməsi
• Bərpa olunan enerjinin inteqrasiyası üçün EN 50549-2:2019 şəbəkə qaydaları tələblərinə tam uyğunluq

Bu vəziyyət SVG-nin etibarlı, yüksək dərəcədə bərpa olunan enerji inteqrasiyasını təmin etməkdəki rolu haqqında sübut verir.

SVG və digər alternativlər: İşlətmə çevikliyi və ömrü boyu dəyər

SVG texnologiyası ənənəvi kondensator bankları və tiristorla idarə olunan sistemlərə nisbətən çox daha yüksək çeviklik təklif edir. Qeyd edilən gecikmələrlə addımlarla işləyən mexaniki variantlardan fərqli olaraq, SVG-lər reaktiv gücü hər iki istiqamətdə demək olar ki, dərhal və davamlı şəkildə idarə edir; bu da sıxıcı keçid proseslərini və gərginlik titrəyişləri problemlərini aradan qaldırır. Bu sürət, yükün daim dəyişdiyi sənaye sahələrində — məsələn, qaynaq işləri və polad yuvarlanma zavodlarında — bütün fərqi yaradır. Cavab vermə müddəti 100 millisaniyədən artıq olduqda standart avadanlıqlar artıq uyğun gəlmir və bu, sabitliyin pozulmasına və istehsalat problemlərinə səbəb olur — ki, bunlar heç kəsin qarşılaşmaq istəmədiyi problemlərdir.

Bu sistemlərə baxdıqda ömür boyu dəyər təklifi həqiqətən fərqlənir. SVG texnologiyası, oxşar SVC modelləri ilə müqayisədə itkiyi təxminən yarısı və ya üçdə biri qədər azaldır. Niyə? Çünki artıq reaktorun isidilməsi problemi yoxdur və eyni zamanda bu çətin xarici harmonik süzgəclərlə də məşğul olmaq lazım gəlmir. Bu, uzun müddət ərzində enerji hesabları üzrə real pul qənaəti deməkdir. Başqa bir böyük üstünlük isə ondan ibarətdir ki, nəzərdə tutulan sistemlərdə ümumiyyətlə hərəkət edən hissələr yoxdur və müntəzəm olaraq əvəz edilməsi lazım gələn yaşlanan kondensatorlar da mövcud deyil. Saxlanma yoxlamaları köhnə elektromexaniki sistemlərlə müqayisədə 3–5 il daha uzun müddətə qədər davam edə bilər. Bəzi mineralların istismarı obyektləri bu qurğuların tətbiqi nəticəsində 99,5% yaxın iş vaxtı (uptime) göstərməklə birlikdə, bu, şübhəsiz ki, bahalı istehsal dayanmalarının qarşısını alır. Bundan əlavə, SVG qurğularının fiziki ölçüsü ənənəvi kondensator banklarına nisbətən təxminən %40–60 daha az yer tutur. Bu, sahənin məhdud olduğu mövcud obyektlərin modernləşdirilməsi üçün onları ideal seçim halına gətirir.

Tez-tez verilən suallar

SVG nədir və necə işləyir?

SVG, yəni Statik Var Generatoru, mexaniki hərəkət edən hissələri olmayan reaktiv güc idarəetmə cihazıdır. O, IGBT-lərdən istifadə edərək əks elektrik cərəyanları yaradır və induktiv və ya tutumlu yükleri demək olar ki, dərhal tarazlaşdırır.

SVG-lər enerji keyfiyyətini necə yaxşılaşdırır?

SVG-lər harmonikləri süzərək, üçfazalı balanssızlığı düzəldərək və IEEE 519-2022 kimi sənaye standartlarına uyğunluğu təmin edərək enerji keyfiyyətini yaxşılaşdırır. Onlar gərginlik çöküntülərini azaldır və ümumi harmonik distorsiyasının (THD) səviyyəsini aşağı saxlayır.

SVG texnologiyasının ənənəvi üsullara nisbətən üstünlükləri nələrdir?

SVG texnologiyası ənənəvi kondensator bankları və tiristorla idarə olunan sistemlərə nisbətən daha sürətli cavab verir, daha yüksək çeviklik təmin edir, itkiyi azaldır, texniki xidmət tələblərini aşağı salır və məkanı daha effektiv istifadə edir.