Kuidas valida SVG-seadmeid, mis vastavad elektrijaamade võimsusele?

Elektrijaama reaktiivvõimsuse vajaduse hindamine täpseks SVG suuruse määramiseks

Koormusprofiili, võrgu tugevuse ja dünaamilise reaktiivvõimsuse nõudluse seostamine

Õige suurusega SVG-süsteemi valimine sõltub peamiselt kolmest tegurist, mis toimivad koos: koormuse muutumisest ajas, elektrivõrgu tugevusest (mõõdetuna nii nimetatud SCR-väärtusega) ja süsteemi vajadusest reaktiivvõimsuse järele igal hetkel. Võtame näiteks tööstusobjektid, kus koormus muutub väga palju, näiteks terastehased, kus töötavad suured kaarepeeglid. Sellistes kohtades võib reaktiivvõimsus mõne sekundi jooksul hüpata üle 40%. See tähendab, et SVG peab reageerima väga kiiresti, tavaliselt umbes 20 millisekundi jooksul, et püsiksid pingeid stabiilsed. Kui võrgud ei ole piisavalt tugevad (SCR alla 3), põhjustavad kõik need äkksed muutused suuremaid pingeprobleeme. Sellistes olukordades vajavad objektid SVG-süsteeme, mis on umbes 25–30% suuremad kui need, mis sobiksid tugevamates võrkudes. Hiljutine IEEE-uuring 2023. aastast näitas ka midagi huvitavat: kui inimesed ignoreerivad harmoonilisi moonutusi, mille üldine harmooniline moonutus (THD) ületab 8%, siis alahinnatakse tavaliselt SVG-d umbes 18%-lt. Ja mida see põhjustab? Kondensaatoripankade tööiga lüheneb, kui esineb pingelangus.

Juhtumiuuring: dünaamiline SVG-suuruse määramine 200 MW suuruses tuuleparkides 15-minutiste prognooside põhjal

Taastuvenergiaoperaator optimeeris SVG-de kasutuselevõttu, kasutades 15-minutiste tuuletoote prognoose, mis olid koreleeritud ajaloo põhjal kogutud võrgusügavuse andmetega. See tähendas, et SVG-suuruse määramine liikus tavapäraselt kasutatavalt 35% ohutusmarginaalist sihitud 12% varurežiimi poole. Lahendus koosnes järgmistest osadest:

• Moodulsetest SVG-ühikutest kokku 48 MVAR võimsusega
• Reaalajas SCADA-integratsioon, mis vastab standardile IEC 61400-25
• Adaptiivsed juhtimisalgoritmid, mis kohandavad reaalse reaktiivse kompensatsiooni prognoositavate rampkiiruste põhjal

Tulemuseks oli 67% vähenemine pinge kõrvalekaldumiste arvus ja paigaldatud SVG-võimsuse 92% kasutamine – see näitab, kuidas ennustav analüütika võimaldab dünaamilist reaktiivvõimsuse toetust täpselt sünkroniseerida tegeliku elektrijaama käitumisega.

Tehniliste spetsifikatsioonide määramine võrgukompatiibelsuse ja süsteemi piirangute alusel

Ülemised harmoonilised piirid, pinge kõikumiste taluvus (IEC 61000-2-2) ja SCR-nõuded

SVG-süsteemide tehnilised spetsifikatsioonid peavad vastama tegelikele võrgueeskirjadele ja konkreetsetele elektrilistele nõuetele igas paigalduskohtas. Harmoonilise moonutuse hoidmine alla 5% koguharmoonilise moonutuseni PCC-punktis aitab vältida probleeme, nagu transformaatori ülekuumenemine ja kaitserelae vale toimimine. Standardi IEC 61000-2-2 kohaselt võib pinge ajutiste sündmuste, näiteks mootorite käivitumise või veakõrvalekallutuste kõrvaldamise ajal kõikuda plussmiinus 10%, mis takistab valgustuse vilkumist ja säilitab terve süsteemi stabiilsuse. Lühise suhe mängib olulist rolli ka SVG-seadme suuruse määramisel. Kui SCR-väärtused langevad alla 3, siis paigaldustele on tavaliselt vaja umbes 20–30 protsenti rohkem reaktiivvõimsuse mahtuvust, et säilitada sobivad pinge tasemed ootamatute häirete ajal. Nende standardite täitmata jätmisest võib tekkida sunnitud lahtiühendamine võrgust või regulaatorite poolt kehtestatud trahvid, seega on enne igasuguse SVG-lahenduse kasutuselevõttu nende parameetrite õige määramine põhjaliku modelleerimistöö abil absoluutselt oluline.

Peamised vastavusnõuded

SVG integreerimise õnnetu tagamine olemasolevasse alajaamainfratruktuuri

Vanema põhjustatud releede ühildumatusete lahendamine IEC 61850-9-2 GOOSE liidese abil

Vanast koolist pärit kaitserelaid on sageli takistuseks SVG-süsteemide integreerimisel, kuna nad kasutavad oma erikomunikatsiooniprotokolle. Lahenduseks on IEC 61850-9-2 GOOSE-teadete edastamine, mis võimaldab väga kiiret andmete ülekanne nende vanade relaide ja uute SVG-controllrite vahel. Me räägime tavaliste Ethernet-ühenduste puhul alla 4 millisekundise reageerimisajaga ja parim on see, et ühtegi riistvarat ei pea asendama. Kõrgpinge keskkonnas töötavatele isikutele lahendab optiliste kiudude ühendused elektromagnetilise häiresignaalide probleemi, mis võib signaale segada. Samuti näitab 2023. aastal kehtestatud viimaseid tööstusstandardeid, et standardseid GOOSE-lahendusi kasutades väheneb seadistusaja umbes poole võrra võrreldes traditsiooniliste meetoditega. Selle lähenemise eriline atraktiivsus seisneb selles, et ettevõtted saavad jätkata olemasoleva relaisüsteemi kasutamist ning samas saada kogu süsteemi ulatuses kiire ja sünkroonitud reaktiivvõimsuse juhtimise eeliseid.

Moodulsete, skaalatavate SVG-ühikute eelised etappide kaupa toimumisele mõeldud paigalduste puhul

Moodulne SVG-arhitektuur toetab etappide kaupa toimumist, mis on kooskõlas tehase kasvuga ja koormuse arenguga. Eelised hõlmavad:

• Kapitali optimeerimine : alustage 10–20 MVAR ühikutega ja suurendage võimsust järk-järgult koos generaatori laiendamisega
• Töökindlus : soojas vahetatavad moodulid võimaldavad hooldust ilma täieliku süsteemi seiskamiseta
• Tehnoloogiline paindlikkus : hilisemates etappides saab uuendusi, näiteks uut juhtprogrammivarast või võimsuselektroniikat, integreerida ilma süsteemi uuesti projekteerimata
• Pinnakasutuse efektiivsus : kompaktne disain võtab 40% vähem ruumi kui tavapärased SVG-d (2024. aasta Grid Solutionsi aruanne)

Etapphaaval rakendamine tagab reaalajas kompensatsiooni vastavuse tegelikele koormusprofiilidele — vältides kulukat üleinvesteerimist ning säilitades pinge stabiilsuse kogu laiendamise jooksul. Skaleeruvad konfiguratsioonid võimaldavad ka N+1 varundust missioonikriitilistes alajaamades.

KKK

Mida tähendab SVG-süsteem?
SVG-süsteem (Static Var Generator ehk staatiline reaktiivvõimsuse generaator) on seade, mida kasutatakse pingestabiilsuse parandamiseks, et kiiresti tarnida või neelata vajalikku reaktiivvõimsust.

Miks on SCR oluline SVG-dimensioneerimisel?
Lühisevoolu suhe (SCR) näitab võrgu tugevust. Madalamad SCR-väärtused nõuavad suuremaid SVG-süsteeme, kuna pinge kõikumised on olulisemad.

Kuidas parandab ennustav analüütika SVG efektiivsust?
Ennustav analüütika kohandab SVG võimsust prognoositud väljundiga ja tegeliku süsteemi käitumisega, mis viib optimeeritud töökindluse saavutamiseni ning pinge kõikumiste vähendamiseni.