FACTS-Geräte zur Steigerung der Leistung des Energiesystems
Die Fakten //
Flexibles Wechselstromübertragungssystem
Das flexible Wechselstromübertragungssystem (FACTS) bezieht sich einfach auf a Kombination von Leistungselektronikkomponenten mit traditionellen Stromsystemkomponenten. Sie sollen die Zuverlässigkeit unseres Stromnetzes, die Stromübertragungsfähigkeit, die Verbesserung der transienten und dynamischen Stabilität, die Spannungsregelung usw. verbessern
FACTS-Geräte zur Steigerung der Leistung des Energiesystems(Im Werk von Gerdau in Charlotte, NC, USA, wurde ein ABB SVC Light® mit einer Kapazität von 13,2 kV und 0-64 Mvar (kapazitiv) installiert, wobei ein Elektrolichtbogenofen (EAF) mit kontinuierlicher Beschickung für die Stahlproduktion aus Schrott betrieben wird; : ABB)
Mit dem Aufkommen verbesserter Halbleitertechnologien haben sich diese FACTS-Bauelemente in ihrer Geschwindigkeit und Flexibilität bewährt. Es gibt jedoch einige Kosten- und Komplexitätsprobleme.
Es kann geben Serie ebenso gut wie Nebenschlusskompensation für die Übertragungsleitungen, die diese FACTS verwendenGeräte. Bei der Serienkompensation wird die Leitungsimpedanz modifiziert, dh die Netzimpedanz wird verringert und dadurch die übertragbare Wirkleistung erhöht. Zur Nebenschlusskompensation wird Blindstrom in die Leitung injiziert, um die Spannung an der Anschlussstelle zu regeln.
Die allgemeine Klassifizierung dieser FACTS-Geräte lautet: //
Controller der Serie
Reihensteuerungen werden mit der Leitung in Reihe geschaltet, da sie für die Reihenschaltung von Spannung mit der Leitung vorgesehen sind. Diese Geräte könnten sein variable Impedanzen B. auf Kondensator-, Reaktor- oder Leistungselektronik basierende variable Quelle für Hauptfrequenz, Nebensynchron- oder Oberwellenfrequenz, oder kann eine Kombination davon sein, um die Anforderungen zu erfüllen.
Wenn die eingespeiste Spannung in ist Phasenquadratur mit dem Leitungsstromist dann nur die Bereitstellung oder der Verbrauch variabler Blindleistung möglich.
FACTS-Controller der Serie (Abbildung: intechopen.com)
Um auch mit wirklicher Macht umzugehen, muss jede andere Phasenbeziehung einbezogen werden. Diese Art von Controllern umfassen:
- SSSC - Statischer synchroner Serienkompensator,
- TCSC - Thyristorgesteuerter Serienkondensator,
- TCSR - Thyristorgesteuerter Serienreaktor
- TSSC - Thyristor geschaltet Serienkondensator und
- TSSR - Thyristor-Serienreaktor.
Gehen Sie zurück zu FACTS-Geräten ↑
Shunt-Controller
Shunt-Steuerungen werden mit der Leitung parallel geschaltet, um an der Verbindungsstelle Strom in das System zu injizieren. Sie können auch sein variable Impedanz, Variable Quelle, oder eine Kombination davon.
Wenn der injizierte Leitungsstrom mit der Leitungsspannung im eine variable Blindleistungsversorgung oder ein variabler Verbrauch könnte erreicht werden. Bei jeder anderen Phasenbeziehung kann es sich jedoch auch um ein echtes Power Handling handeln.
Shunt FACTS Controller (Abbildung: intechopen.com)
Diese Kategorie umfasst STATCOM (Statischer Synchronkompensator) und SVC (Statischer VAR-Kompensator). Die üblichen statischen VAR-Kompensatoren sind:
- TCR - Thyristor-gesteuerte Drossel
- TSR - Thyristor-Schaltdrossel
- TSC - Thyristor-Schaltkondensator
- usw…
Gehen Sie zurück zu FACTS-Geräten ↑
Kombinierte Controller der Serie
Diese Kategorie besteht aus separaten Serienkoordinierte Steuerungen im Fall eines mehrzeiligen Übertragungssystems. Es kann sich auch um eine einheitliche Steuerung handeln, bei der die Reihensteuerungen die Blindleistungskompensation in jeder Leitung unabhängig voneinander durchführen, während sie den realen Leistungsaustausch zwischen den Leitungen über den gemeinsamen Zwischenkreis ermöglichen.
Kombinierte Controller der Serie
Denn in einheitlichen Seriensteuerungen wie Interline Power Flow Controller (IPFC)Die DC-Anschlüsse der Controller-Konverter sind alle miteinander verbunden.
Gehen Sie zurück zu FACTS-Geräten ↑
Kombinierte Serien-Shunt-Controller
Es ist eine Kombination aus separaten Serien und ShuntSteuergeräte, die koordiniert betrieben werden. Daher können sie mit dem Shunt-Teil Strom in die Leitung einspeisen und mit dem Serienteil des jeweiligen Controllers eine Reihenspannung einspeisen.
Wenn sie vereinheitlicht sind, Es kann ein wirklicher Energieaustausch zwischen den Shunt- und Seriencontrollern stattfinden über den gemeinsamen Gleichstromzwischenkreis, wie im Fall von Unified Power Flow Controllers (UPFC).
Unified Power Flow Controller - UPFC (Abbildung: intechopen.com)
Die wichtigen Vorteile dieser FACTS-Controller sind: //
- Verbesserung der Kraftübertragungsfähigkeit
- Beschränkung des Kraftflusses auf bestimmte Routen
- Verbesserung der vorübergehenden und dynamischen Stabilität
- Dämpfung von Netzschwingungen
- Bessere Spannungsregelung
- Flexibler Betrieb und Steuerung des Systems
- Sichere Belastung der Übertragungsleitungen in der Nähe ihrer thermischen Grenzen
- Verhinderung von Kaskadenausfällen durch Beitrag zur Notfallsteuerung
Gehen Sie zurück zu FACTS-Geräten ↑
Kosten minimieren //
Kurz gesagt, ermöglicht die FACTS-Technologie die Verbesserung der Leistung des Energiesystems. Die Forschung läuft mit dem Ziel, die Kosten der Komponenten der Leistungselektronik zu minimieren.
Gehen Sie zurück zu FACTS-Geräten ↑
Ein Beispiel für installierte SVC //
Ein ABB SVC-Licht mit einer Leistung von 13,2 kV und 0-64 Mvar (kapazitiv) wurde im Gerdau-Werk in installiertCharlotte, New York, USA, Betrieb eines Elektrolichtbogenofens (EAF) mit kontinuierlicher Beschickung für die Schrottproduktion. Der mit 30/33 MVA bewertete EAF sowie ein mit 18 MVA ausgestatteter Pfannenofen (LF) beziehen ihre Leistung aus einem 100-kV-Versorgungsnetz.
Die schnelle Steuerung von SVC Light verbessert die Stromqualität und Reduzieren Sie insbesondere die Flimmern.
Der Elektrolichtbogenofen (EAF) wird von a gespeistdoppelte 100-kV-Unterübertragungsschaltung. Es wurden verschiedene Szenarien für eine verbesserte Flimmerunterdrückung in Betracht gezogen, z. B. die Neuverlegung der vorhandenen 100-kV-Leitungen, der Bau einer dedizierten 3. 100-kV-Leitung für die Anlage oder der Ersatz des vorhandenen SVC durch eine STATCOM, ein schnelleres und leistungsfähigeres Flimmerminderungsgerät als eine konventioneller SVC (Kredit: ABB)