SVG электр энергиясынын системасында реактивдик күчтү компенсациялоодо кандай ролдурду аткарат?

SVG кандай иштейт: Негизги иштөө принциби жана реактив токтун башкаруусу

Статиктік VAR генераторлары, көпчилікте SVG деп аталат, реактивтік куатты басқару жағынан дәстүрлі әдістерден башка иштейт. Бул куралдар реактивтік токту (VAR өлшем бирлиги менен) чыгару же сору үчүн механикалык кыймылдаган бөлүктөрсүз IGBT деп аталган жартылай өткізгич компоненттерине таянат. Алардын бул ишти иштетиши чынында акылга сыймайт. Алар импульстун кеңдигин модуляциялоо деп аталган нерсе аркылуу каршы электр токторун түзөт. Индуктивдүү жүктөм болгондо кечиктирип токтун чыгышын тудурганда, SVG тенге толуктоо үчүн капацитивдүү ток чыгарат. Капацитивдүү жүктөмдөр башка түрдөгү маселелерди тудурганда, алар карама-каршы иштейт. Бул бүтүн процесстер ооо чоң тездикте өтөт, жүйелерди секундун мыңдын бир бөлүгүндө гана идеалдуу куат коэффициентине жакындатат.

Анемдүү токтун чыгышын тездетип VAR чыгаруу үчүн IGBT негиздүү кернеу булактарын инверсиялоо

Негизги инновация — IGBT кернео-булак конвертери архитектурасы. Тор кернеосунан 90° фаза боюнча чыгышып турган үч фазалуу AC толкундарын анти-параллель IGBT жуптары аркылуу туруктуу ток тармагынын кернеосун тез ачып-жабуу аркылуу так түзүлөт — бул системанын кернеосуна пропорционалдуу реактивдүү кубаттын так, үзгүлтүс контролюн камсыз кылат. Традициондук чечимдерге караганда негизги артыкчылыктары:

• Конденсатордук банкаларга тажрыйбалык гармоникалык резонанс курчутуунун жок болушу
• Сыйымдуулуктан индуктивдүүлүккө чейинки бардык диапазондо үзгүлтүс, баскычсыз түзөтүү
• Кернеодон тәуэлисиз ток чыгышы — тиристор менен башкарылган SVCлардан айырмаланып

Миллисекундадан төмөн динамикалык жооп — механикалык кичеттердин чектөөлөрүнө каршы

SVGлар 1–5 миллисекундада жооп берет — бул тиристор менен кичеттелген конденсаторлорго (300–500 мс) караганда 100–300 эсе тезирээк жана механикалык кичеттерге караганда бир нече тартиптөөлүү тезирээк, анткени механикалык кичеттер физикалык контакттардын жылышуусу жана кайра иштеп баштоо чектөөлөрүнө байланыштуу 20–40 циклдык кечигүүгө учурайт. Бул циклден төмөн тездик төмөнкүлөр үчүн маанилүү:

• Моторлордун ишке киргендеги же генераторлордун ажырап кеткендеги кернеу төмөндөшүнөн сактандыруу
• Дуга пешинде жана токойлоодо жарыктын титрөшүн азайтуу
• Күн энергиясы жана шамал генерациясынын тез өзгөрүшүнө байланыштуу кернеуну турукташтыруу

Эс алуу: SVG'лер (статикалык реактив кубат компенсаторлору) тоскоолдуктардын өтүшү (FRT) учурунда үзүлбөстөн реактив кубат резервдерин берип, сыйкырдуу жана индуктивдүү режимдерге үзүлбөстөн өтө алышат — бул мүмкүндүк механикалык системаларга мүмкүн эмес.

Кубат сапатын жакшыртуу үчүн SVG: гармоникалар, фазалардын барабарсыздыгы жана стандарттарга ылайыктуулук

Реалдуу убакытта гармоникаларды фильтрлөө жана үч фазалуу барабарсыздыкты түзөтүү

SVG технологиясы гармоникалык бузулушка каршы иштейт, анткени ал айнымалуу жыштыктагы кыймылдаткычтар (VFD) сыяктуу заттардан келген кылым-кылым кылып турган жуткунучтуу жыштыктарды жок кылуу үчүн дээрлик тез гана каршы токтарды чыгарат. Бул реалдуу убакытта болгондо, жалпы гармоникалык бузулуш (THD) 5% ден төмөн сакталат, бул заводдун цехинде жайгашкан түрлүү чүйкүлдүү жабдуулар үчүн чыныгы мааниге ээ. Башка бир ийгиликтүү жагы — SVG лердин реактивдүү кубатты фазалар боюнча башкаруу ыкмасы аркылуу үч фазалуу кернеу теңсиздигин чечиши. Мисалы, бир нече бир фазалуу лазердик кескичтер менен чоң үч фазалуу машиналар бирге иштеген өндүрүш ордосун алалык. Туура теңсиздик жок болгондо, моторлор иштеп жылынып, өзүнчө иштөө мөөнөтүнө чейин иштебей калат. Бирок SVG лер орнотулганда, кернеу теңсиздиги 8% дан 2% го чейин күчтүү түрдө төмөндөдү. Ал эми эски пассивдүү сүзгүчтөр системасына салыштырғанда, SVG лерде түзүлүштүн ишке кирүүсүн күтүү же иштөөнү чектеген түзүлүштүн талаптарын коюу кереги жок.

Жогорку бузулуштары бар өнөрөсөлдүк объекттерде IEEE 519–2022 чектерине ылайык келүү

SVG технологиясы гармоникаларды активдүү түрдө башкарат, ошондуктан ал IEEE 519-2022 стандарттарына ылайык келет; бул технология дуго үймөктөрү же дата-бортторундагы сынактуу шарттарда да 50-ордундагы гармоникаларга чейин иштей алат. Эгер PCC кернеосунун бузулушу 10%дан ашса, бул SVG блоктору жалпы гармоникалык бузулуш (THD) деңгээлин 3,5% же андан төмөн сактап турат, бул көпчүлүк электр энергиясын таратуучу компаниялардын белгилеген 5% чегинен көпчүлүк төмөн. Бир реалдуу мисал — полупроводник фабрикасында SVG орнотулгандан кийин гармоникалык проблемалардын саны 92%га чейин азайган, бул жылдын өткөн жылы Ponemon Институтунун докладына ылайык, капаситордук банктын күтүмүнө жылына 740 000 доллардан ашык акча экономияланган. Текшерүүлөрдүн талаптарына ылайык келүүдөн тышкары, бул алдын-ала чара потенциалдуу штрафтарды болдуруп, трансформаторлорду ашыкча күч түшүрүүдөн коргойт жана убакытсыз токтотулуштарсыз иштөөгө жардам берет.

Электр тармагынын туруктуулугун камсыз кылуучу SVG: Кернеэни туруктандыруу жана аварияларды толеранттуу өтүш

Тармактын бузулуштары жана FRT окуялары учурундагы динамикалык кернеэни регуляциялоо

SVG технологиясы электр тармагынын туруктуулугун камсыз кылат, анткени кернеэдин төмөндөшү, чыңалышы же системалык авариялар болгондо реактивдүү кубатты тез гана (почти мгновенно) киргизет же сорбут. Механикалык конденсатордук банкалар реакция берүүгө 3–5 цикл убакыт талап кылат, ал эми SVG системалары дароо реакция берет, кернеэни нормалдык деңгээлдин плюс-минус 2% чегинде сактап, коргогуч түзүлүштөрдүн керексиз иштеп кетишин болтурат. Аварияларды толеранттуу өтүш (FRT) шарттарында бул системалар IEEE 1547-2018 стандартында белгиленип койулган катуу тармак талаптарын канагаттандыруу үчүн жетиштүү реактивдүү кубат резервдерин сактап турат. 2023-жылы Power Systems Research журналында жарыяланган изилдөөлөргө ылайык, жел энергиясы электр балансынын чоң үлүшүн түзгөн аймактарда SVG негизделген кернеэни башкаруу ыкмасын колдонуу байыркы ыкмаларга караганда электр өчүштөрүн жакында 60% га азайтат.

Иш боюнча далил: SVG-нин реактивдүү резервде негизделген 33 кВттук шамал электр станциясынын чатырлануусу

15 турбинасы бар 33 кВттук шамал электр станциясы SVG-нин чатырдын туруктуулугун камсыз кылуу таасириноо көрсөткөн. Орнотулгандан мурда, шамалдын тез өзгөрүшүнөн пайда болгон кернеэ төмөндөөлөрү 8% ден ашып кеткен, бул турбинанын ажыратылышына алып келген. 5 МВАРдык SVG системасы орнотулгандан кийин, реактивдүү резерв FRT окуяларынын 98% ичинде кернеэни базалык деңгээлден 1,5% ичинде сактаган. Негизги жыйынтыктар төмөндөгүлөр:

• чатырдагы авариялар учурунда 0,9 бирдиктүү (pu) деңгээлден төмөн кернеэ төмөндөөлөрүнүн 70% га азайышы
• 0,15 секунддук авариялык терезеде шамал турбинанын бирээси да иштебей калбаган
• Кайра иштетилүүчү энергияны чатырга кошуу үчүн EN 50549-2:2019 чатыр коду талаптарына толук ылайыктуулук

Бул иш SVG-нин надёждуу, жогорку деңгээлдеги кайра иштетилүүчү энергияны чатырга интеграциялоого мүмкүндүк берүүдөгү ролун тастыктайт.

SVG жана башка варианттар: Иштөөнүн эластичдүүлүгү жана циклдүү баасы

SVG технологиясы традициондук конденсатордук банкалар жана тиристор менен башкаруулугу системаларга салыштырғанда көпкө чыңгылдуу. Механикалык варианттар реактивдүү күчтү чыңгылдуу убакытта, байкалган кечигүү менен ступенялык түрдө күчтү өзгөртөт, ал эми SVG-лер реактивдүү күчтү дээрлик аныкталбаган убакытта эки баага да үзгүлтүс иштетет, бул кылдыңгын токтунуу жана кернеэдин титрөө проблемаларын жоюп салат. Бул тездик түзүлүштүн жүктөмү туруксуз болгон өнөрөсөнөн, мисалы, токтотуу иштери жана темир-болоттун көтөрүлүшүнүн цехтарында маанилүү. Стандарттык жабдуулар 100 миллисекунддан көп кечигүүгө турганда жумуштун тездигин камсыз кыла албайт, бул тургузулган тургундукту жана өндүрүштүн кыйынчылыктарын тудурат, андай кыйынчылыктарды эч ким иштеп чыгаргысы келбейт.

Бул системаларды карап жүргөндө, узак мөөнөттүү пайда таасири чыныгы эле көрүнүп турат. SVG технологиясы башка SVC моделдерине салыштырғанда, жоготууларды жарымдан үч төрттүн бирине чейин азайтат. Неге? Себеби анда азыркы учурда реактордун жылытуусу болбойт жана сырткы гармоникалык фильтрлер менен да иштөөгө туура келбейт. Бул узак мөөнөттүү энергия салыгында чындыгында акча экономиясын билдирет. Башка бир ийгилик — SVG системаларында жылжып турган бөлүктөр жок, ошондой эле убакыт өткөндө жылдырууга дуушар болгон конденсаторлор да жок. Техникалык текшерүүлөрдүн интервалы электромеханикалык системаларга салыштырғанда 3–5 жылга чейин узартылат. Бир катар казылуу ишканалары бул системалардын иштөө убактысын 99,5% чамасына жеткиргенин белгилеген; бул ачык-айкын түрдө кыйынча баалуу өндүрүштүн токтотулушун болтуроо үчүн жардам берет. Ошондой эле SVG блокторунун физикалык өлчөмү традициялык конденсатордук банкаларга салыштырғанда 40–60% га аз. Бул аларды жерге чектелген бардык бардык объекттерге (мисалы, иштеп турган цехтарга) модернизациялоо үчүн идеалдуу тандоо кылат.

ЖЧК

SVG деген эмне жана ал кандай иштейт?

SVG же Статикалык реактивдүү күч генератору — механикалык кыймылдаган бөлүктөрсүз реактивдүү күчтү башкаруучу түзүлүш. Ал IGBT-терди колдонуп, каршы электр токторун түзүп, индуктивдүү же капаситивдүү жүктөрдү баардык убакта тең салмақтоо үчүн пайдаланылат.

SVG-лер кандай жол менен электр энергиясынын сапасын жакшыртат?

SVG-лер гармоникаларды фильтрлөө, үч фазалуу тенсиздикти түзөтүү жана IEEE 519-2022 сыяктуу өнөрөсөлүк стандарттарга ылайык калуу аркылуу электр энергиясынын сапасын жакшыртат. Алар кернеэдин төмөндөшүн азайтат жана жалпы гармоникалык деформация (THD) деңгээлин төмөн держат.

SVG технологиясынын традициялык ыкмаларга караганда кандай артыкчылыктары бар?

SVG технологиясы традициялык конденсатордук банкалар жана тиристордун башкаруусунда турган системаларга караганда тезирээк реакция убактысын, чоңураак иштөө өзгөрүүчүлүгүн, азыраак чыгымдарды, төмөн сактоо талаптарын жана эффективдүүрөөк аянттын пайдаланылышын камсыз кылат.