Hogyan válasszunk SVG-felszerelést, amely illeszkedik az erőművek kapacitásához?

Az erőművi meddőteljesítmény-szükséglet értékelése pontos SVG-méretezés érdekében

A terhelésprofil, a hálózati erősség és a dinamikus meddőteljesítmény-igény összekapcsolása

Az SVG-rendszer megfelelő méretének meghatározása főként három dolog összehangolt működésétől függ: a terhelés időbeli változásától, az elektromos hálózat erősségétől (amelyet az úgynevezett SCR értékkel mérnek), valamint a rendszer adott pillanatban szükséges meddőteljesítményétől. Vegyük példaként az ipari létesítményeket, ahol a terhelés gyakran erősen ingadozik, mint például az acélgyárakban üzemelő nagy ívkemencék. Ezekben a helyeken a meddőteljesítmény gyakran több mint 40%-kal ingadozik néhány másodpercen belül. Ez azt jelenti, hogy az SVG-nek rendkívül gyorsan kell reagálnia – általában körülbelül 20 milliszekundumon belül –, hogy a feszültség stabilitását fenntartsa. Amikor a hálózat nem elég erős (az SCR értéke 3 alatt van), ezek a hirtelen változások nagyobb feszültségproblémákat okoznak. Az ilyen körülmények között működő létesítményeknek kb. 25–30%-kal nagyobb teljesítményű SVG-rendszerekre van szükségük, mint amekkorák egy erősebb hálózaton elegendők lennének. Egy 2023-ban megjelent IEEE-tanulmány érdekes eredményt is közölt: megállapították, hogy ha a harmonikus torzítást (8% THD felett) figyelmen kívül hagyják, az SVG-k általában kb. 18%-kal kisebb méretűek lesznek, mint amekkorákra szükség lenne. És mi történik ezután? A kondenzátorbankok hamarabb meghibásodnak feszültségesés esetén.

Esettanulmány: Dinamikus SVG-méretezés egy 200 MW-os szélerőműben 15 perces előrejelzés alkalmazásával

Egy megújuló energiaüzemeltető optimalizálta az SVG-berendezések üzembe helyezését 15 perces széltermelés-előrejelzés segítségével, amelyet korábbi hálózati torlódási adatokkal korreláltak. Ez az SVG-méretezést a hagyományos 35%-os biztonsági tartalékról egy célzott 12%-os tartalékra módosította. A megoldás a következőkből állt:

• Moduláris SVG-egységek összesen 48 MVAR teljesítménytartalékkal
• Valós idejű SCADA-integráció, amely megfelel az IEC 61400-25 szabványnak
• Adaptív vezérlési algoritmusok, amelyek dinamikusan igazítják a reaktív teljesítmény-kompenzációt az előrejelzett teljesítményváltozási ütemek alapján

Az eredmény egy 67%-os csökkenés a feszültség-ingadozási esetek számában és a telepített SVG-kapacitás 92%-os kihasználtsága – ez bemutatja, hogyan igazítja a prediktív analitika a dinamikus VAr-támogatást pontosan a tényleges erőmű-viselkedéshez.

Műszaki specifikációk meghatározása a hálózati megfelelőség és a rendszerkorlátozások alapján

Harmonikus határértékek, feszültség-ingadozási tolerancia (IEC 61000-2-2) és SCR-követelmények

Az SVG-rendszerek műszaki specifikációinak egyezniük kell az adott telepítési helyen érvényes, tényleges hálózati szabályozásokkal és a konkrét elektromos követelményekkel. A harmonikus torzítás 5 % alatti tartása a csatlakozási ponton (PCC) segít megelőzni olyan problémákat, mint a transzformátor túlmelegedése vagy a védőrelék helytelen működése. Az IEC 61000-2-2 szabvány szerint a feszültség ideiglenes események során – például motorindítás vagy hibaelhárítás közben – ±10 %-os ingadozást mutathat, amely megakadályozza a világítás villogását, és fenntartja az egész rendszer stabilitását. A rövidzárási arány (SCR) szintén jelentős szerepet játszik az SVG méretének meghatározásában. Amikor az SCR-értékek 3 alá csökkennek, a telepítések általában körülbelül 20–30 százalékkal nagyobb meddőteljesítmény-kapacitást igényelnek ahhoz, hogy váratlan zavarok esetén is megfelelő feszültségszintet tartsanak fenn. Ennek a szabványnak való meg nem felelés kényszerített leválasztáshoz a hálózatról vagy szabályozó hatóságok általi bírságok kiszabásához vezethet, ezért bármely SVG-megoldás üzembe helyezése előtt elengedhetetlenül szükséges ezeknek a paramétereknek a pontos meghatározása részletes modellezési munka révén.

Kulcsfontosságú megfelelési követelmények

Az SVG zavartalan integrálásának biztosítása a meglévő alállomási infrastruktúrába

A régi típusú relék kompatibilitási problémáinak megoldása az IEC 61850-9-2 GOOSE interfész alkalmazásával

A régi iskolás védőrelék gyakran akadályozzák az SVG-rendszerek integrálását, mivel saját, speciális kommunikációs protokollt használnak. A megoldást az IEC 61850-9-2 GOOSE-üzenetküldés jelenti, amely lehetővé teszi a nagyon gyors adatátvitelt ezek között a régi relék és az új SVG-vezérlők között. Rendszeres Ethernet-kapcsolaton keresztül beszélünk alacsonyabb, mint 4 milliszekundumos válaszidőről, és a legjobb rész az, hogy egyetlen hardverelemet sem kell kicserélni. Azok számára, akik magasfeszültségű környezetben dolgoznak, az optikai szálkapcsolatok megoldást nyújtanak az elektromágneses zavarok problémájára, amelyek torzíthatják a jeleket. Továbbá a 2023-as ipari szabványok szerint a szabványosított GOOSE-megvalósítások bevezetése körülbelül felére csökkenti a telepítési időt a hagyományos módszerekhez képest. Ennek a megközelítésnek az a vonzó tulajdonsága, hogy lehetővé teszi a cégek számára meglévő reléinfrastruktúrájuk további használatát, miközben ugyanakkor teljes mértékben kihasználhatják a gyors, szinkronizált reaktív teljesítmény-kezelés előnyeit az egész rendszerben.

A moduláris, skálázható SVG-egységek előnyei fokozatos üzembe helyezéshez

A moduláris SVG-architektúrák támogatják a fokozatos üzembe helyezést, amely összhangban van az üzem növekedésével és a terhelés alakulásával. Az előnyök közé tartoznak:

• Tőkeoptimalizálás : Kezdhet 10–20 MVAR-os egységekkel, és fokozatosan növelheti a kapacitást a villamosenergia-termelés bővülésével együtt
• Üzemi folytonosság : A melegcserélhető modulok lehetővé teszik a karbantartást teljes rendszerszünet nélkül
• Technológiai rugalmasság : A későbbi fázisban végzett frissítések új vezérlőszoftvereket vagy teljesítményelektronikai elemeket integrálnak újraforgatás nélkül
• Felülethasznosítás hatékonysága : A kompakt kialakítás 40%-kal kevesebb helyet foglal el, mint a hagyományos SVG-k (2024-es Hálózati Megoldások Jelentés)

A fokozatos üzembe helyezés biztosítja, hogy a reaktív teljesítmény-kompensáció pontosan illeszkedjen a tényleges terhelési profilhoz – így elkerülhető a költséges túlinvestíció, miközben fenntartott marad a feszültségstabilitás az egész bővítési folyamat során. A skálázható konfigurációk továbbá N+1 redundanciát is lehetővé tesznek küldetés-kritikus alállomások esetében.

GYIK

Mi az egy SVG-rendszer?
Egy SVG rendszer, azaz statikus var generátor egy olyan eszköz, amely a feszültségstabilitás javítására szolgál, és szükség szerint gyorsan biztosítja vagy elnyeli a meddő teljesítményt.

Miért fontos az SCR az SVG méretezésénél?
A rövidzárási arány (SCR) a hálózat erősségét jelzi. Alacsonyabb SCR-értékek nagyobb SVG rendszereket igényelnek, mivel a feszültség-ingadozások jelentősebbek.

Hogyan javítja a prediktív analitika az SVG hatékonyságát?
A prediktív analitika az SVG kapacitását a várható kimenet és a tényleges rendszer-viselkedés alapján igazítja, ami optimális teljesítményt és csökkentett feszültség-ingadozást eredményez.