SVG нь цахилгаан системд идэвхгүй чадалын нөхөлтөнд ямар үүрэг гүйцэтгэдэг?

SVG яаж ажилладаг: Үндсэн ажиллах зарчим ба реактив гүйдлийн удирдлага

Статик реактив хүч үүсгүүрүүд, ердөө SVG гэж нэрлэдэг, реактив хүчийн удирдлагад уламжлалт арга зүйснээс өөр бүтэцтэй ажилладаг. Эдгээр төхөөрөмжүүд реактив гүйдлийг (VAR-аар хэмжидэг) үүсгэх эсвэл хүлээн авах үүрэг гүйцэтгэхдээ механик хөдөлгөөнт хэсгүүдгүй, IGBT нэрлэдэг полупроводник компонентүүд дээр суурилдаг. Түүний ажиллах зарчим үнэнхүй хитрүүн. Түүнд импульсын үргэлжлэх хугацааг тохируулалт (PWM) гэж нэрлэдэг арга зүйс ашиглагдаж, харилцан үүсгүүр гүйдлүүд үүсгэдэг. Индуктив ачаалалын үр дүнд фазын хоцрогдол үүсгүүр үүсгүүрд, SVG нь түүнийг тэнцвэрт оруулахын тулд багтаамжит гүйдлийг ялгаж өгдөг. Багтаамжит ачаалалын үр дүнд үүсгүүр үүсгүүрд үүсдэг өөр төрлийн асуудлуудын хувьд түүнд хоршоо үйлдэл хийдэг. Бүх процессын хурд ч үнэнхүй хурд, системийн хүч коэффициентыг секундын зуутын нэг хэсэгт л дунджаар бүрэн утга руу ойртулдөг.

IGBT-д суурилдаг хүчдлийн үүсгүүрт инвертор, мгновен VAR үүсгүүр

Үндсэн новатор шийдэл нь IGBT хүчдэл-источник хувиртагч архитектур юм. DC шинэсний хүчдэлийн хурдан солилцоо анти-параллель IGBT хосуудын тусламжтайгаар торны хүчдэлтэй нарийн 90° фазаас төвөгтүшүүн гурван фазын хувьсах гүйдлийн долгионуудыг бүтээдэг — системийн хүчдэлтэй пропорциональ реактив хүчдэлийн гаралтыг нарийн, тасралтгүй хянахыг хангидэг. Уламжлалт шийдлүүдтэй харьцуулан гол давуу талууд нь:

• Конденсаторын банкуудад үүрдүүн гармоник резонанс аюулд хүрэх үзүүрлүүдийн арилгах
• Бүтнэд капацитив-индуктив хүрээ дотор тасралтгүй, алхамгүй зохицуулалт
• Хүчдэл-үл хамаарах гүйдлийн гаралт — тиристорын хяналттой SVC-үүдтэй харьцуулан

Динамик хариу үйлдэл миллисекундын доор — механик түлхүүрүүдийн хязгаарлалтууд

SVG-үүд 1–5 миллисекунд дотор хариу үйлдэл үзүүрлүүд — тиристорын түлхүүрт конденсаторууд (300–500 мс) үүдтэй харьцуулан 100–300 дахин хурдан, механик түлхүүрүүдтэй харьцуулан олон дахин хурдан; механик түлхүүрүүд нь физик хавтгайнуудын хөдөлгөөн ба дахин цацрагжуулалтын хязгаарлалтуудын улмаас 20–40 цикл хоцрогдодэг. Энэ циклд доорх хурд нь дараах зүйлсд чухал:

• Хөдөлгүүр ажиллуулах үед эсвэл генераторын аварга таслалт үед хүчдэлийн хүнд бүсгүйдүүлэлтийг саатуулах
• Дугуйн цахилгаан төхөөрөмж ба холбогч ажиллагаанд нүүрлүүлэлтийг багасгах
• Нарны болон салхины генерацийн хурдан колебацац үед хүчдэлийг тогтвортой байлгах

Үүн дотор SVG-үүд хүчдэлийн унах үед (FRT) бүсгүйдүүлэлтгүйгүйр капацитив ба индуктив режимиудын хооронд шилжин, таслалтгүй реактив нөөц үзүүлдэг — механик системүүд ийм чадваргүй.

Чангаруулалтын чанарыг сайжруулахын тулд SVG: гармоник, тэнцүүлэлтийн алдаа ба норматив шаардлагад нийцүүлэлт

Бодит цагт гармоник шүүлэлт ба гурван фазын тэнцүүлэлтийн зөрүүг засварлах

SVG технологи гармоник хүчдлийн хазайлтын эсрэг ажилладаг: түүнд хувьсах давтамжийн хөдөлгүүр (VFD) зэрэг төхөөрөмжүүдээс үүсдэг саад учруулж буй давтамжүүдийг түүнхүү нүхрүүн цагт даруулж, хүчдлийн гармоник хазайлтыг (THD) бүхэлд нь 5%-аас бага түвшинд хадгалж, үйлдвэрийн ордонд бүх төрлийн мөнгөн хүрээлэнгүүдийн хувьд чухал утга үүрдэг. Нөгөө том давуу тал нь SVG-үүдийн гурван фазын хүчдлийн тэнцвэрт бүшлэлтүүдийг фазуудын хооронд идэвхгүй чадалд удаан хандаж, онцгой арга барилын тусламжтайгаар шийдэж, хүчдлийн тэнцвэрт бүшлэлтийг сайжруулж буй болой. Жишээлбэл, олон ганц фазын лазер тайрчид ба их хэмжээний гурван фазын төхөөрөмжүүд зэрэг ажиллаж буй үйлдвэрийн объект. Хүчдлийн тэнцвэрт бүшлэлт үл тоох нь хөдөлгүүрүүдийн халдаг, түүнд холбоотойгүүр уртавчиралд хүрдэг. Гэтэл SVG-үүд суурилуулснаар хүчдлийн тэнцвэрт бүшлэлт 8%–аас 2%–аас цөөхөн илүү түвшинд хүртэл резко буурж буйг ажигласан. Бүх төрлийн идэвхгүй шүүлтүүдийн системүүдтэй харьцуулж, SVG-үүд нь түлхүүрлүүрүүдийн включ хүлээх шаардлагагүй, мөн үйлдлийн чадлыг хязгаарлаж буй нарийн тохируулалтын асуудлуудын аюулгүй бөөртөнгүй.

Өндөр хурцалттай үйлдвэрлэлийн газруудад IEEE 519–2022 стандартын хязгааруудыг хангах

SVG технологи нь дугуйлтын хурцалтыг идэвхтэй удирдаж, дугуйлтын 50-р дэсний хүртэлх хурцалтыг төвхөн арк печь, өгүүлэлтүүдийн төв газар зэрэг хүнд нөхцөлд ч бүрэн хяналт дор байлгаж, системүүдийг IEEE 519-2022 стандартын шаардлаж хангаж үлдээдэг. Хүчдэлийн нийлүүлэлтийн цэг (PCC) дээрх хүчдэлийн хурцалт 10%-аас дээш үсгүүрдэж эхлэх үед SVG нэгжүүд нь нийт хурцалтын хувь (THD)-ийг ойролцоогоор 3,5% юм уу түүнээс доош түвшинд байлгаж, үүнээр дэлхийн олон улсын хүчдэлийн нийлүүлэгчдийн тогтоосон 5%-ийн хязгаарыг хангадаг. Нэг жинхэнэ жишээ — сүүлд Понемон Институтын тайланд заасны дагуу, полупроводник үйлдвэрт SVG нэгжүүд суулгаж, хурцалтын асуудлыг ажиллуулж эхлэхийн дараа ойролцоогоор 92%-иар бүүрнүүрдүүлж, конденсаторын банкны үйлдүүлэлт ба засварын зардлыг жилд ойролцоогоор 740 000 АНУ доллар хэмжээнд хэмнэж үлдээдэг. Зөвхөн дүрэмзүйн шаардлаж хангахаас гадна, ийнхүү урьдчилан саатуулах хандлага нь боломжит шаргуудыг саатуулж, дамжуулагчидыг хүчдэлийн хурцалтаас үүсэх хүчдэлийн түвшний хэт дарагдланаас хамгаалах бүрэн болойлт үзүүлж, үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагааг тасралтгүй, төвхөн бүрэн хяналт дор явуулж үлдээдэг.

Сүлжээний тогтвортой байдлыг хангах SVG: Хүчдэлийн дэмжлэл ба гурван фазын гомоген хүчдэл

Сүлжээний саад үүсгэх үед болон гурван фазын гомоген хүчдэл үед динамик хүчдэлийн зохицуулалт

SVG технологи нь хүчдэлийн унала, хүчдэлийн өсөлт эсвэл системийн гомоген хүчдэл үед реактив чадалыг мөртөөн даруй шингээж эсвэл цацаж, цахилгаан сүлжээний тогтвортой байдлыг хадгалж, түүнийг баталж. Механик конденсаторын банкууд нь урьдчилан тодорхойлогдсон 3–5 цикл хүртэл хариу үзүүлж, харин SVG системүүд нь тэртөөн даруй хариу үзүүлж, хүчдэлийг нормаль түвшинд ойролцоогоор ±2% хязгаарт хадгалж, хамгаалах төхөөрөмжүүдийн хүнд нөхцөлд идэвхжихийг саатуулж. Гурван фазын гомоген хүчдэл үед түүнүүд реактив чадлын хүрэлцээт нөөцүүдийг хадгалж, IEEE 1547-2018 стандартын шаардлалд нийцүүн хүчдэлийн тогтвортой байдлыг хангаж. Судалгаа Power Systems Research сэтгүүлд 2023 онд нийтлэгдсэн бөгөөд түүнд дурдагдаж, салхины энергийн хувь сүлжээний нийт хүчдэлийн холимогт их хувь эзэлдэг бүснүүдэд SVG суурилсан хүчдэлийн зохицуулалт ашиглан, хуучин арга замуудтай харьцуулж, цахилгааны нүүрлүүлэлтийн тоо ойролцоогоор 60% бүрт буурж.

Тохиолдлын баталгаа: SVG-дүүрсэн реактив нөөц ашиглан 33 кВ-ын салхины талбарт холбогдож буй систем

33 кВ-ын салхины талбар, 15 салхин турбинаас бүрдсэн систем нь SVG-ийн дүүрсэн реактив нөөц ашиглан цахилгаан шүүлтүүрт тогтвортой бүтэц үүсгэж буй нөлөөг үзүүлжээ. Суулгаж үзүүлэх үед салхины урсгалын үүднээс үүдсэн хүчдлийн унах хэмжээ 8%-аас илүү байжээ, турбинуудын холболт салжээ. 5 Мвар хүчдлийн дүүрсэн реактив нөөц (SVG) систем суулгаж үзүүлэх үед реактив нөөц нь FRT үзэгдлийн 98%-д хүчдлийг анхны түвшнээс 1,5%-иин рамкад хадгалжээ. Үндсэн үр дүнгүүд нь:

• цахилгаан шүүлтүүрт гэмтэл үүднээс хүчдлийн унах хэмжээ 0,9 нэгж (pu) – аас доош 70% хүртэл бууржээ
• 0,15 секундын гэмтлийн цаг хугацаанд салхин турбинуудын холболт салж неэ
• Сэрүүн энергийн холбогдож буй системд хамаарах EN 50549-2:2019 цахилгаан шүүлтүүрт дүрэмд бүрэн нийцжээ

Энэ тохиолдлоор SVG-ийн рөл нь найдвартай, өндөр түвшний сэрүүн энергийн холбогдож буй системд хангаж буй чадварыг баталжээ.

SVG болон бусад хувилбаруудын харьцуулалт: Үйлдлийн нөмрөх чадвар ба амьдралын циклд үнэ цэнэ

SVG технологи нь уламжлалт конденсаторын банкнууд ба тиристорын хяналттой системүүдтэй харьцуулж, их хэмжээний нэрлэхүйц нэрлэхүйц хамааралгүй бөөртөх чадварыг санал болгож буй. Механик шийдлүүд нь тодорхой хоцрогдолтой алхам алхам дараалан залгаж, реактив чадалыг газрын дагуу хоёр чиглэлд тасралтгүй бүрдүүлж, аюулгүй бөөртөх чадварыг үл хүлээж, хүндрүүлж буй түрхүүлж буй гүйцэтгэл ба хүчдэлийн хүзүүлж буй асуудлыг арилгаж буй. Хурд нь цахилгаан хүчдэлийн ачаалал тогтмол өөрчлөгдөж буй үйлдвэрлэлд, жишээ нь, галванизацийн үйлдвэрлэл ба ган бүрхүүл үйлдвэрлэлд ялгаа хийдэг. Стандарт тоног төхөөрөмж нь 100 миллисекунд хүртэлх хариу үйлдлийн хоцрогдолтой үед төвөгтүй бөөртөх чадварыг хангаж чадахгүй, үүнээс үүдэн тогтвортой бус байдал ба үйлдвэрлэлд саад учруулж буй асуудлууд үүсдэг.

Эдгээр системүүдийн хувьд урт хугацааны үнэ цэнэ нь үнэнхүү тодорхой ялгардаг. SVG технологи нь төстэй SVC загваруудтай харьцуулж, алдагдалд хагасаас гурван дөрөвтөн хүртэл бүүр бүүр багасгадаг. Яагаад? Учир нь реакторын халалдаа илүүд оролцохгүй болой, мөн та наадзүйн гадаад гармоник шүүлтүүрүүдтэй хамтран ажиллах шаардлагагүй болой. Түүнээс үүдэн цахилгааны зардлын хувьд бодит хэмжээний хүртэл хэмнэлт үүсдэг. Нөгөө том давуу тал нь хөдөлж способ хэсгүүд бүүр бүүр байхгүй, мөн хугацааны дагуу агшмуйн конденсаторууд бүүр бүүр байхгүй, түүнд хүртэл солих шаардлагагүй. Үүнээс үүдэн үйлдэх үзлүүрүүд нь хуучин электромеханик системүүдтэй харьцуулж 3–5 жил урт хугацаанд хийдэг. Зарим уурхай үйлдвэрүүд SVG суулгамжийн ашиглалтын үед 99,5% хүртэл ажиллах чадварыг тайлангийн дагуу мөрдөж, түүнээс үүдэн үнэтэй үйлдвэрлэлийн зогсолтуудыг саархуулдаг. Газар дээрх SVG нэгжүүдийн физик хэмжээ нь уламжлалт конденсаторын банкуудтай харьцуулж 40–60% бүүр бүүр бага газар эзлэдэг. Түүнээс үүдэн түүнүүд нь газар хязгаарлагдмуйн орчинд бүүр бүүр тохиромжтой сонголт юм.

Түгээмэл асуултууд

SVG гэж юу бөгөөд түүн дээр как ажилладаг?

SVG, буюу Статик Вар Генератор нь механик хөдөлгөөнт деталейгүй реактив чадалд удирдлагын төхөөрөмж юм. Түүн дээр IGBT-үүд ашиглан эсрэг цахилгаан гүйдэл үүсгэж, индуктив ба багтаамжит ачааллыг практикаар мөчлөн тэнцвэрт оруулдаг.

SVG-үүд цахилгааны чанарыг яаж сайжруулдаг?

SVG-үүд гармоник фильтраци, гурван фазын тэнцвэрт биш байдлын засварлалт, IEEE 519-2022 гэх мэт индустрийн стандартуудад нийцүүлэх зорилгоор цахилгааны чанарыг сайжруулдаг. Түүн дээр хүчдлийн уналаа багасгаж, THD түвшнийг бага түвшинд хадгалдаг.

SVG технологи традицион арга замуудтай харьцуулж ямар давуу талуудтай?

SVG технологи традицион конденсатор банкууд ба тиристорын удирдлагын системүүдтэй харьцуулж илүү хурдан хариу үйлдэл үзүүлдаг, илүү их хамааралгүй бөгөөд сургуульдай, алдагдал бага, засвар үйлчилгээний шаардлага бага, орон зайг илүү үр дүнтэй ашигладаг.