STATCOM и статический генератор реактивной мощности
2025-06-13
СТАТКОМ
Статический синхронный компенсатор, известный как STATCOM, — это еще одно устройство, используемое для регулирования коэффициента мощности в приложениях среднего и высокого напряжения. Они работают примерно по тем же принципам, что и синхронный компенсатор, однако используют преобразователь источника напряжения вместо вращающейся машины для обеспечения динамической коррекции коэффициента мощности. STATCOM используют технологию переключения IGBT для синтеза синусоидальной формы волны с использованием широтно-импульсной модуляции (ШИМ) из источника постоянного тока, как показано на следующем рисунке. Выходная форма тока действует как источник или приемник для реактивной мощности и может корректировать как опережающий, так и отстающий коэффициент мощности.
STATCOM имеют много преимуществ перед системами SVC. STATCOM способны переключаться гораздо быстрее, чем SVC, и обеспечивают коррекцию коэффициента мощности смещения от -1 до +1. Кроме того,
STATCOM способен поддерживать постоянные характеристики тока в различных диапазонах напряжения, в то время как выходная реактивная мощность SVC зависит от напряжения.
СТАТКОМы обычно используются в сетях высокого и среднего напряжения (6 кВ~400 кВ) для динамической коррекции коэффициента мощности.
Приложения:
Сети с широким диапазоном требований к коэффициенту мощности, от опережающих до отстающих, требующие быстрого переключения и динамической компенсации, хорошо подходят для коррекции с помощью СТАТКОМа.
Функции
- Динамическая, плавная компенсация реактивной мощности
- Быстрое переключение для реагирования на изменение нагрузки. Время отклика <10 мс
- Обеспечивает коррекцию во всем диапазоне коэффициента мощности, от -1 до +1 коэффициента мощности
- Поддерживает постоянную возможность коррекции независимо от напряжения сети
Генератор статической переменной SVG
Как обсуждалось ранее, сегодня среда коррекции коэффициента мощности требует решений, которые являются более динамичными по своей природе и могут реагировать на быстро меняющиеся нагрузки и требования. Одним из устройств, которое может реагировать на эти требования, является статический генератор реактивной мощности (SVG).
SVG — это часть оборудования, разработанная для быстрого и динамичного реагирования на изменения потребностей в реактивной мощности. SVG имеет аналогичный принцип работы с активным фильтром гармоник. SVG обнаруживает отстающий ток в нагрузке, определяя разницу фазового угла, и вводит в сеть ток той же величины, но противоположной полярности (т. е. 180° от
фаза) к форме волны тока в сети. Это показано ниже на рисунке – если ток нагрузки отстает от напряжения нагрузки, SVG введет емкостный (т.е. опережающий) ток в сеть для создания баланса системы.
SVG имеет множество преимуществ по сравнению с системой на основе конденсаторов. SVG может реагировать на широкий спектр проблем с коэффициентом мощности, от опережения до отставания, и делает это динамически, отображая требования к реактивной мощности и обеспечивая коэффициент мощности более 0,99.
Система на основе конденсаторов может корректировать только фиксированные величины мощности, а автоматические системы резервного питания корректируют только точные величины, что приводит к постоянной пере- или недокомпенсации.
Это показано на следующем рисунке.
SVG имеют гораздо более быстрое время отклика, чем конденсаторные батареи. Поскольку они часто требуют подтягивания конденсаторов через контакторы, время отклика намного медленнее – традиционная коррекция коэффициента мощности может и должна быть установлена как минимум в десятки секунд или минут, чтобы избежать избыточного переключения конденсаторов. Конденсаторные батареи также не могут корректировать реактивный дисбаланс по каждой фазе. Эта возможность встроена в SVG, поскольку он корректирует каждую фазу по отдельности (при использовании в 4-проводной конфигурации).
Производительность SVG практически не зависит от низких
уровни напряжения сетки, в отличие от конденсатора, который, как было описано ранее, изменяет свою реактивную выходную мощность в зависимости от напряжения. Кроме того, SVG исключает возможность введения резонансного состояния в сеть, в отличие от конденсаторов.
Технология SVG также имеет больший срок службы, чем системы на основе конденсаторов. Конденсаторные батареи требуют замены конденсаторов, поскольку они со временем истощаются. Наряду с этим, постоянное переключение и высокие пусковые токи подвергают контакторы систем на основе конденсаторов высокому уровню износа, и их также необходимо регулярно заменять. График технического обслуживания для системы на основе конденсаторов также рекомендуется проводить каждые 3 месяца. Это приводит к дорогостоящему времени отключения и долгосрочным проблемам и требованиям к техническому обслуживанию, что приводит к более высоким общим затратам. SVG предлагает систему с минимальным требуемым техническим обслуживанием, примерно раз в 12 месяцев.
Функции
Корректировать коэффициент мощности до >0,98
Динамическая, плавная компенсация реактивной мощности
Обеспечивает коррекцию во всем диапазоне коэффициента мощности, от -1 до +1 коэффициента мощности
Быстрое время отклика <10 мс
Возможности балансировки нагрузки
Коррекция коэффициента мощности по нескольким фазам
Низкие требования к техническому обслуживанию.
