Как да изберете SVG оборудване, съответстващо на капацитета на електроцентралите?

Оценка на нуждите от реактивна мощност на електроцентралата за точното размериране на SVG

Свързване на профила на натоварването, силата на мрежата и динамичната необходимост от реактивна мощност (VAR)

Изборът на правилния размер за система SVG зависи главно от три неща, които работят заедно: как се променя натоварването в течение на времето, силата на електрическата мрежа (измервана чрез така наречения SCR) и каква реактивна мощност е необходима на системата в даден момент. Вземете например индустриални обекти, където натоварването се променя рязко — като стоманолеярните заводи, в които работят големи дъгови пещи. На тези места често се наблюдава колебание на реактивната мощност над 40 % всеки няколко секунди. Това означава, че системата SVG трябва да реагира изключително бързо — обикновено за около 20 милисекунди, за да поддържа стабилно напрежение. Когато мрежите не са достатъчно силни (SCR под 3), всички тези внезапни промени водят до по-големи проблеми с напрежението. Обектите в такива ситуации имат нужда от системи SVG, които са приблизително с 25–30 % по-големи от тези, подходящи за по-силни мрежи. Наскорошно проучване на IEEE от 2023 г. показа още нещо интересно: установено е, че когато се пренебрегват хармоничните изкривявания над 8 % THD, SVG-системите се подразмеряват приблизително с 18 %. А какво се случва тогава? Кондензаторните батерии излизат от строя по-рано при спадове на напрежението.

Случайно проучване: Динамично определяне на размерите на SVG на вятърна електроцентрала с мощност 200 MW чрез прогнозиране на производството на енергия за 15 минути

Оператор на възобновяема енергия оптимизирал използването на SVG, като приложил прогнозиране на вятърната мощност за 15 минути, корелирано с исторически данни за задръствания в електрическата мрежа. Това позволило преминаване от конвенционалния резервен капацитет от 35 % към целеви резерв от 12 %. Решението включвало:

• Модулни SVG-устройства с общ капацитет 48 MVAR
• Интеграция в реално време с SCADA-система, съответстваща на стандарта IEC 61400-25
• Адаптивни алгоритми за управление, които динамично регулират реактивната компенсация въз основа на прогнозираните темпове на изменение на мощността

Резултатът беше намаляване с 67 % на инцидентите с отклонение на напрежението и използване на 92 % от инсталирания капацитет на SVG — което демонстрира как предиктивната аналитика точно съгласува динамичната поддръжка по реактивна мощност с действителното поведение на централата.

Определяне на техническите спецификации въз основа на съответствие с изискванията на електрическата мрежа и системните ограничения

Ограничения за хармоници, толерантност към колебания на напрежението (IEC 61000-2-2) и изисквания към коефициента SCR

Техническите спецификации за системите SVG трябва да съответстват на действащите мрежови регулации и конкретните електрически изисквания на всяко място за инсталиране. Поддържането на хармоничната деформация под 5 % общо хармонично изкривяване в точката на свързване с мрежата (PCC) помага да се предотвратят проблеми като прегряване на трансформаторите и неправилна работа на защитните релета. Според стандарта IEC 61000-2-2 напрежението може да се колебае с ±10 % по време на временни събития, например при стартиране на електродвигатели или отстраняване на повреди, което предотвратява мигането на осветлението и осигурява стабилност на цялата система. Коефициентът на късо съединение (SCR) също играе важна роля при определяне на размера на SVG. Когато стойностите на SCR паднат под 3, обикновено се изисква около 20–30 % допълнителна мощност за реактивна мощност, за да се поддържат подходящите нива на напрежение по време на неочаквани нарушения. Неспазването на тези стандарти може да доведе до принудително отключване от мрежата или налагане на глоби от регулаторите, затова правилното определяне на тези параметри чрез задълбочено моделиране е абсолютно задължително преди внедряването на каквото и да било решение с SVG.

Основни изисквания за съответствие

Осигуряване на безпроблемна интеграция на SVG със съществуващата инфраструктура на подстанцията

Решаване на проблема с несъвместимостта на старите релета чрез интерфейс IEC 61850-9-2 GOOSE

Старите защитни релета обикновено създават затруднения при интегрирането на SVG-системи, тъй като използват собствени специални протоколи за комуникация. Решението идва под формата на GOOSE-съобщения според стандарта IEC 61850-9-2, които позволяват изключително бърза предаване на данни между тези по-стари релета и новите SVG-контролери. Става дума за време на отговор под 4 милисекунди върху обикновени Ethernet-връзки, а най-доброто е, че няма нужда да се заменя какъвто и да е хардуер. За онези, които работят в среди с високо напрежение, оптичните влакна решават проблема с електромагнитните смущения, които могат да повредят сигнала. Според последните отраслови стандарти от 2023 г. използването на стандартизирани GOOSE-реализации намалява времето за настройка приблизително наполовина в сравнение с традиционните методи. Това прави подхода толкова привлекателен, защото позволява на компаниите да продължат да използват своята съществуваща инфраструктура от релета, без да изгубват предимствата от бързо и синхронизирано управление на реактивната мощност в цялата система.

Предимства на модулните, мащабируеми SVG-устройства за поетапно внедряване

Модулните SVG-архитектури поддържат поетапно внедряване, съгласувано с разширяването на производствената мощност и еволюцията на натоварването. Предимствата включват:

• Оптимизация на капитала : Започнете с единици от 10–20 MVAR и постепенно увеличавайте мощността според разширяването на генерирането
• Непрекъснатост на операциите : Модулите с възможност за гореща подмяна позволяват поддръжка без пълно изключване на системата
• Технологична гъвкавост : Апгрейдовете в по-късен етап интегрират нов софтуер за управление или нова силова електроника без необходимост от повторно проектиране
• Ефективност на заетото пространство : Компактните конструкции заемат с 40 % по-малко място в сравнение с конвенционалните SVG-устройства (Доклад на Grid Solutions, 2024 г.)

Поетапното внедряване гарантира, че компенсацията на реактивната мощност съответства на действителните профили на натоварване — избягва се скъпо излишно инвестиране, а стабилността на напрежението се запазва по време на целия процес на разширение. Мащабируемите конфигурации освен това позволяват резервна N+1 система за подстанции с критично значение.

ЧЗВ

Какво представлява SVG-системата?
Системата SVG или генератор на статична реактивна мощност е устройство, използвано за подобряване на стабилността на напрежението чрез бързо доставяне или абсорбиране на реактивна мощност по необходимост.

Защо е важен SCR за размера на SVG?
Коефициентът на късо съединение (SCR) показва силата на мрежата. По-ниските стойности на SCR изискват по-големи системи SVG поради по-значителните колебания на напрежението.

Как предиктивната аналитика подобрява ефективността на SVG?
Предиктивната аналитика нагажда капацитета на SVG според прогнозираното производство и действителното поведение на системата, което води до оптимизирана производителност и намалено отклонение на напрежението.