SVG quvvat tizimlarida reaktiv quvvatni kompensatsiya qilishda qanday vazifalarga ega?

SVG qanday ishlaydi: Asosiy ish prinsipi va reaktiv tok boshqaruvi

Statik reaktiv quvvat generatorlari (odatda SVG deb ataladi) reaktiv quvvatni boshqarishda anʼanaviy usullardan farqli ravishda ishlaydi. Bu qurilmalar mexanik harakatlanuvchi qismlarga ega boʻlmagan, IGBT deb ataladigan yarimoʻtkazgich komponentlariga tayanib, reaktiv tokni (VAR birliklari bilan oʻlchanadi) yaratish yoki isteʼmol qilish imkonini beradi. Ularning bu ishni bajarish usuli haqiqatan ham aqlli. Buning uchun ular impuls kengligini modulyatsiya qilish (PWM) deb ataladigan usuldan foydalangan holda qarama-qarshi elektr toklarini hosil qiladi. Agar induktiv yuk sababli tok kechikishi sodir boʻlsa, SVG muvozanatni tiklash uchun sigʻimli tok chiqaradi. Sigʻimli yuklar esa boshqa turdagi muammolarga sabab boʻlganda, SVG aksincha ishlaydi. Bu butun jarayon juda tez amalga oshiriladi va tizimlarni faqat bir soniya ulushida deyarli mukammal quvvat koeffitsientiga yaqinlashtiradi.

Darhol VAR hosil qilish uchun IGBT asosidagi kuchlanish manbai inversiyasi

Asosiy innovatsiya — IGBT kuchlanish manbai konvertori arxitekturasi. DC shina kuchlanishini anti-parallel IGBT juftliklari orqali tez-tez qilish tarmoq kuchlanishiga nisbatan aniq 90° faza siljishida uch fazali o'zgaruvchan tok to'lqinlarini yaratadi — bu tizim kuchlanishiga proporsional reaktiv quvvat chiqishini aniq, doimiy boshqarish imkonini beradi. An'anaviy yechimlarga nisbatan asosiy afzalliklar quyidagilardir:

• Kondensator banklariga xos garmonik rezonans xavflarining yo'q qilinishi
• Butun sig'imli—induktiv diapazonda uzluksiz, bosqichsiz sozlash
• Kuchlanishga bog'liq bo'lmagan tok chiqishi — tiristor bilan boshqariladigan SVC-larga nisbatan

Mexanik ulagichlarning cheklovlari bilan solishtirganda millisekunddan kamroq dinamik javob berish

SVG-lar 1–5 millisekund ichida javob beradi — bu tiristor bilan boshqariladigan kondensatorlarga (300–500 ms) nisbatan 100–300 marta tezroq va mexanik ulagichlarga nisbatan esa tartiblar bo'yicha tezroq, chunki mexanik ulagichlarda fizik kontakt harakati va qayta yonish cheklovlari tufayli 20–40 sikl kechikishi sodir bo'ladi. Bu bir sikldan kamroq tezlik quyidagilarga zarur:

• Dvigatelni ishga tushirish yoki generatorni uzish paytida kuchlanishning qulashi oldini olish
• Yoy pechlar va payvandlash qo'llanilishlarida tebranishlarni kamaytirish
• Quyosh/shamol energiyasi hosil qilishidagi tez o'zgarishlar paytida kuchlanishni barqarorlashtirish

Muhim jihat shundaki, SVGlar uzilishsiz sig'imli va induktiv rejimlar orasida o'tadi — xatoliklarga chidash (FRT) paytida uzilishsiz reaktiv quvvat zaxiralarini ta'minlaydi; bu qobiliyat mexanik tizimlar tomonidan yetib olina olmaydi.

Quvvat sifatini yaxshilash uchun SVG: Garmooniklar, noaniqlik va moslik

Haqiqiy vaqt rejimida garmooniklarni filtratsiya qilish va uch fazali noaniqlikni tuzatish

SVG texnologiyasi garmonik distorsiyaga qarshi ishlaydi, ya'ni o'zgaruvchan chastotali uzatgichlar (VFD) kabi qurilmalardan keladigan noqulay chastotalarni bekor qilish uchun deyarli darhol qarama-qarshi toklarni chiqaradi. Bu jarayon haqiqiy vaqtda sodir bo'lganda umumiy garmonik distorsiya (THD) 5% dan kam bo'lib qoladi; bu esa zavod maydonchasidagi turli nozik uskunalarga juda muhimdir. SVG-larning yana bir katta afzalligi — ularning fazalar bo'ylab reaktiv quvvatni boshqarishdagi noyob usuli orqali uchfazali kuchlanish muvozanatsizligini bartaraf etishidir. Masalan, ko'plab birfazali lazer kesgichlar va kattaroq uchfazali uskunalar birga ishlaydigan ishlab chiqarish ob'ekti. Agar to'g'ri muvozanatlanmagan bo'lsa, dvigatellar qizib ketadi va erta ishdan chiqadi. Lekin SVG-lar o'rnatilgandan so'ng kuchlanish muvozanatsizligi taxminan 8% dan faqat 2% dan biroz ortiqgacha sezilarli darajada pasaygan. Bundan tashqari, eski passiv filtr tizimlaridan farqli o'laroq, SVG-larda ishga tushirish uchun tugmachalarga kutish kerak emas yoki ishlash samarasini cheklab turadigan shu qiyin sozlash muammolariga duch kelish kerak emas.

Yuqori distorsiyali sanoat obyektlarida IEEE 519–2022 chegaralariga rioya qilish

SVG texnologiyasi — elektr tarmog‘idagi garmo niklarni faol boshqarish orqali, arx pechlar yoki ma'lumotlar markazlari kabi qiyin sharoitlarda ham 50-tartibgacha bo'lgan garmo niklarga nazorat qilish imkonini beradi va tizimlarni IEEE 519-2022 standartlariga moslashtirib turadi. Agar PCC (umumiy ulanish nuqtasi) kuchlanishi 10% dan ortiq distorsiyalangan holatga kelgan bo'lsa, bu SVG qurilmalari umumiy garmo nikli distorsiyani (THD) taxminan 3,5% yoki undan yaxshiroq darajada saqlab turadi; bu ko'pincha elektr ta'minot kompaniyalari tomonidan belgilangan 5% chegarasidan ancha past darajadadir. Haqiqiy dunyo misoli sifatida so'nggi yili Ponemon Institutining hisobotiga ko'ra, bir yarimo'tkazgich zavodida SVG qurilmalari o'rnatilgandan keyin garmo niklarga doir muammolar taxminan 92% ga kamaygan, shuningdek, kondensator banklari uchun xarajatlarni yiliga taxminan $740 000 ga kamaytirgan. Faqat me'yoriy talablarga rioya qilishdan tashqari, bunday faol yondashuv ehtimoliy jarimani oldini oladi, transformatorlarga ortiqcha yuklamalardan himoya qiladi va ish jarayonlarini bevosita uzilishlarsiz, barqaror tarzda amalga oshirishga yordam beradi.

Elektr tarmog'i barqarorligini ta'minlovchi SVG: Kuchlanishni qo'llab-quvvatlash va avtomatik avariya rejimi

Tarmoq buzilishlari va FRT voqealarida dinamik kuchlanishni tartibga solish

SVG texnologiyasi elektr tarmoqlarining barqarorligini saqlashga yordam beradi — u kuchlanish pasayishi, sakrashi yoki tizimdagi nosozliklar paytida reaktiv quvvatni deyarli darhol injektsiya qilish yoki yutib olish orqali bu vazifani bajaradi. Mexanik kondensator banklari reaksiya berish uchun taxminan 3—5 sikl vaqt sarflaydi, lekin SVG tizimlari darhol javob beradi, shu tufayli kuchlanish normal qiymatdan atigi ±2% oralig'ida saqlanadi va himoya qurilmalari keraksiz ishlashini oldini oladi. Avariya rejimida (FRT) ishlashda bu tizimlar IEEE 1547-2018 standartlarida ko'rsatilgan qat'iy tarmoq talablari bajarilishini ta'minlaydigan yetarli miqdordagi reaktiv quvvat zaxiralarini saqlab turadi. Shuningdek, 2023-yilda «Power Systems Research» jurnalida nashr etilgan tadqiqot ma'lumotlariga ko'ra, shamol energiyasi elektr energiyasining katta ulushini tashkil qiladigan hududlarda SVG asosidagi kuchlanishni boshqarish usuli eski usullarga nisbatan elektr uzilishlar sonini taxminan 60% ga kamaytiradi.

Holat bo'yicha dalillar: SVG asosidagi reaktiv zaxira bilan 33 kV li shamol elektr stansiyasining integratsiyasi

15 ta shamol turbinalarini birlashtirgan 33 kV li shamol elektr stansiyasi SVG ning tarmoqni barqarorlashtirish ta'sirini namoyish etdi. O'rnatishdan oldin, shamol guruchlari sababli kuzatilgan kuchlanish pasayishi 8% dan oshib ketdi va bu turbinalarning uzilishiga sabab bo'ldi. 5 MVAR lik SVG tizimi o'rnatilgandan keyin, reaktiv zaxira FRT hodisalarining 98% vaqtida kuchlanishni boshlang'ich qiymatdan 1,5% ichida saqladi. Asosiy natijalar quyidagilardan iborat:

• tarmoq nosozliklari paytida 0,9 birlik (pu) dan pastga tushadigan kuchlanish pasayishlarining 70% ga kamayishi
• 0,15 soniya davom etgan nosozlik oynalari davomida hech qanday shamol turbinalarining uzilmasligi
• Yana energiya manbalarini integratsiya qilish bo'yicha EN 50549-2:2019 tarmoq qonunlar talablariga to'liq mos kelish

Bu holat SVG ning ishonchli, yuqori darajadagi qayta tiklanadigan energiya manbalarini integratsiya qilish imkonini beruvchi rolini tasdiqlaydi.

SVG va boshqa variantlar: Operatsion moslashuvchanlik va hayot davri qiymati

SVG texnologiyasi anʼanaviy kondensator banklari va tiristor bilan boshqariladigan tizimlarga nisbatan ancha yuqori moslashuvchanlikni taqdim etadi. SVGlar, sezilarli kechikishlar bilan qadam-qadam ulanadigan mexanik variantlardan farqli o'laroq, reaktiv quvvatni deyarli darhol ikkala yo'nalishda doimiy ravishda boshqaradi; bu esa shu noqulay o'tish jarayonlarini va kuchlanish tebranishlarini yo'q qiladi. Tezlik — payvandlash ishlari va po'lat silirovka zavodlari kabi doimiy o'zgaruvchan yuklarga ega bo'lgan sanoat sohalarida barcha farqni qiladi. Standart jihozlar 100 millisekunddan ortiq javob berish kechikishlari paytida yuklarni qondira olmaydi; bu esa barqarorlikni buzadi va ishlab chiqarishda muammolarga sabab bo'ladi — bu esa hech kimning hal qilmoqchi bo'lmagan muammo.

Ushbu tizimlarga qaraganda, umr bo'yi qiymat taklifi haqiqatan ham ajralib turadi. SVG texnologiyasi o'xshash SVC modellariga nisbatan yo'qotishlarni taxminan yarmidan uch chorakgacha kamaytiradi. Nima uchun? Chunki endi reaktor isitilishi qo'llanilmaydi va shu bilan birga, shu qiyinliklarga sabab bo'ladigan tashqi garmonik filtrlar ham kerak emas. Bu esa vaqt o'tishi bilan energiya hisoblarida haqiqiy pul tejashni anglatadi. Yana bir katta afzallik shundaki, bu yerda xavfsizlikka e'tibor berish kerak bo'ladigan harakatlanuvchi qismlar umuman yo'q va muntazam almashtirish talab qilinadigan eskiruvchi kondensatorlar ham yo'q. Texnik xizmat ko'rsatish tekshiruvlari eski elektromexanik tizimlarga nisbatan 3 dan 5 yilgacha uzunroq davom etadi. Ba'zi kon korxonalarida bu o'rnatmalarda 99,5% ga yaqin ishlash vaqti (uptime)ga erishilganligi haqida xabar berilgan, bu esa qimmatli ishlab chiqarish to'xtatishlarini oldini olmoqda. Shuningdek, SVG birliklarining jismoniy hajmi an'anaviy kondensator banklariga nisbatan 40 dan 60 foizgacha kamroq joy egallaydi. Bu ularni maydoni cheklangan mavjud korxonalar uchun qayta jihozlash uchun ajoyib tanlov qiladi.

Tez-tez so'raladigan savollar

SVG nima va u qanday ishlaydi?

SVG yoki Statik Var Generator — bu mexanik harakatlanuvchi qismlarsiz reaktiv quvvatni boshqaradigan qurilma. U induktiv yoki sig'imli yuklarni deyarli darhol muvozanatlash uchun elektr toklarini qarama-qarshi yo'naltirishda IGBT-lardan foydalanadi.

SVG-lar quvvat sifatini qanday yaxshilaydi?

SVG-lar garmoniklarni filtrlash, uch fazali muvozanatsizlikni to'g'rilash va IEEE 519-2022 kabi sanoat standartlariga mos kelishni ta'minlash orqali quvvat sifatini yaxshilaydi. Ular kuchlanish tushishini kamaytirishga va umumiy garmonik distorsiyani (THD) past darajada saqlashga yordam beradi.

SVG texnologiyasining an'anaviy usullarga nisbatan afzalliklari nimalardir?

SVG texnologiyasi an'anaviy kondensator banklari va tiristor bilan boshqariladigan tizimlarga nisbatan tezroq javob berish vaqtini, kengroq moslashuvchanlikni, kamroq yo'qotishlarni, kamroq texnik xizmat ko'rsatish talablarini hamda samarali joydan foydalanishni ta'minlaydi.