Les dispositifs réactifs de compensation d'alimentation sont essentiels dans les systèmes d'alimentation. Leur rôle principal est d'améliorer le facteur de puissance des systèmes d'approvisionnement et de distribution, Amélioration ainsi l'utilisation de l'équipement de transmission et de sous-station, Augmentation de l'efficacité électrique, et réduire les coûts d'électricité. En plus, L'installation des dispositifs dynamiques de compensation de puissance réactive à des emplacements stratégiques le long des lignes de transmission longue distance peut renforcer la stabilité du système, Augmenter la capacité de transmission, et stabiliser la tension à l'extrémité de réception et tout au long de la grille.
L'équipement de compensation de puissance réactive a évolué à travers plusieurs étapes de développement. L'exemple précoce, le condenseur synchrone, était volumineux et coûteux et a progressivement été supprimé. La deuxième méthode, en utilisant des condensateurs de shunt, offre les avantages du faible coût et de la facilité d'installation et d'utilisation. Cependant, en raison des harmoniques potentielles et d'autres problèmes de qualité de l'énergie dans le système, L'utilisation de condensateurs purs est devenu moins courant.
La méthode actuelle de compensation des condensateurs du réacteur en série est largement adoptée pour améliorer le facteur de puissance. Pour les systèmes utilisateur avec une production continue et une faible variabilité de charge, compensation fixe avec des condensateurs fixes (FC) est généralement recommandé. Alternativement, La compensation automatique contrôlée par les contacteurs et mise en œuvre en étapes convient aux systèmes d'alimentation et de distribution de moyenne et basse tension.
Une compensation rapide est nécessaire lorsque les changements de charge sont rapides ou en présence de charges de choc, comme dans les mélangeurs de l'industrie du caoutchouc, où la puissance réactive du système doit fluctuer rapidement. Cependant, Les condensateurs utilisés dans les systèmes de compensation automatique de puissance réactive standard conservent une tension résiduelle après déconnexion et retrait de la grille. L'ampleur de cette tension résiduelle est imprévisible et nécessite 1-3 minutes pour se libérer. Donc, La reconnexion à la grille doit attendre que la tension résiduelle soit réduite à moins de 50 V par la résistance de décharge interne du condensateur, Excluant une réponse rapide. De plus, La présence d'harmoniques importantes dans le système signifie que les dispositifs de compensation filtrante réglés par LC, comprenant des condensateurs et des réacteurs en série, nécessitent une capacité substantielle pour assurer la sécurité des condensateurs. Cela peut également conduire à une sur-compensation du système, résultant en un système capacitif.
Le compensateur var statique (SVC), un type de dispositif de compensation de puissance réactive statique, a ainsi été développé. Sa configuration typique se compose d'un réacteur contrôlé par le thyristor (TCR) combiné avec un condensateur fixe (FC) banque, nécessitant souvent une connexion série avec une certaine proportion de réacteurs. La signification du SVC réside dans sa capacité à ajuster en continu la puissance réactive en modulant l'angle de retard de déclenchement des thyristors dans le TCR. Les SVC sont principalement utilisés dans les systèmes de distribution d'énergie moyenne et à haute tension et sont particulièrement adaptés aux scénarios avec de grandes capacités de charge, Problèmes harmoniques graves, Charges de choc, et les taux élevés de variation de charge, comme dans les aciéries, L'industrie du caoutchouc, métallurgie non ferreuse, traitement des métaux, et chemins de fer à grande vitesse.
Avec l'avancement de la technologie de l'électronique de puissance, en particulier avec l'avènement des appareils IGBT et des techniques de contrôle améliorées, Un nouveau type d'équipement de compensation de puissance réactive est apparu, distinct des conceptions traditionnelles basées sur des condensateurs et des réacteurs. Cet équipement est le générateur VAR statique (SVG), qui utilise la technologie de contrôle de la modulation de la largeur d'impulsion PWM pour générer une puissance réactive capacitive ou absorber la puissance réactive inductive. Contrairement aux systèmes traditionnels, Les SVG ne comptent pas fortement sur les condensateurs mais sur les circuits de convertisseur de type pont utilisant une technologie à plusieurs niveaux ou une technologie PWM, Éliminer le besoin de calculs d'impédance du système pendant l'utilisation. De plus, Les SVG offrent les avantages d'une empreinte plus petite et la capacité d'ajuster rapidement et en douceur la puissance réactive sur une base dynamique continue, fournir une compensation capacitive et inductive bidirectionnelle.
Analyse comparative des dispositifs de compensation de puissance réactive SVG et SVC
1. Différents principes
un. SVC peut être considéré comme une source d'alimentation réactive dynamique. En fonction des besoins de connexion de la grille, Il peut soit fournir une puissance réactive capacitive au réseau ou absorber l'excès de puissance réactive inductive du réseau. Ceci est réalisé en connectant une banque de condensateurs, Généralement une banque de filtre, à la grille. Lorsque la grille ne nécessite pas beaucoup de puissance réactive, Tout excès de puissance réactive capacitive est absorbé par un réacteur connecté parallèle. Le courant du réacteur est contrôlé par un groupe de vannes de thyristor. En ajustant l'angle de phase du déclenchement du thyristor, La valeur RMS du courant circulant dans le réacteur peut être modifiée. Cela garantit que le SVC au point d'accès du réseau offre juste assez de puissance réactive pour stabiliser la tension dans la plage spécifiée, compensant ainsi la puissance réactive du réseau.
b. SVG utilise un onduleur de tension haute puissance comme cœur. En ajustant l'amplitude et la phase de la tension de sortie de l'onduleur, ou contrôlant directement l'amplitude et la phase du courant côté AC, SVG absorbe ou émet rapidement la puissance réactive nécessaire. Cela permet une régulation rapide et dynamique de la puissance réactive.
2. Différentes vitesses de réponse
La vitesse de réponse de SVC varie généralement de 20 à 40 ms, tandis que la réponse de SVG ne dépasse pas 10 ms, Permettre une suppression plus efficace des fluctuations de tension et du scintillement. Avec la même capacité de compensation, SVG fournit les meilleurs résultats dans l'atténuation des fluctuations de tension et du scintillement.
3. Différentes caractéristiques de basse tension
SVG se comporte comme une source actuelle, Avec sa capacité de sortie, la tension du bus. Cette qualité donne à SVG un avantage significatif dans les applications de contrôle de tension. Plus la tension du système est faible, La régulation de puissance réactive dynamique la plus nécessaire devient. Les caractéristiques supérieures de basse tension de SVG signifient que sa sortie du courant réactif est indépendante de la tension du système. Il peut être considéré comme un contrôlable, Source de courant constant qui continue de fournir un courant réactif nominal même lorsque la tension du système baisse, démontrer une capacité de surcharge robuste. En revanche, SVC présente des caractéristiques de type impédance, avec une capacité de sortie fortement influencée par la tension du bus. À mesure que la tension du système diminue, La capacité de SVC à produire le courant réactif diminue proportionnellement, manquant la capacité de gérer les surcharges. Par conséquent, La compensation de puissance réactive de SVG n'est pas affectée par la tension du système, tandis que la capacité de compensation de SVC diminue linéairement à mesure que la tension du système tombe.
4 Différentes performances de sécurité de l'opération
SVC prend la réactance ajustée au thyristor et les condensateurs multiples comme principal moyen de compensation de puissance réactive, qui est très sujet au phénomène d'amplification par résonance, conduisant à des accidents de sécurité, et lorsque la tension du système fluctue considérablement, L'effet de compensation est grandement affecté, Et la perte d'opération est importante; Les condensateurs de support SVG n'ont pas besoin de configurer une banque de filtre, et le phénomène d'amplification de résonance n'existe pas, Et le SVG est un dispositif de compensation de type actif, et c'est un dispositif source actuel composé d'IGBT, qui est un appareil commutable, évitant ainsi le phénomène de résonance et améliorant considérablement les performances de sécurité de l'opération. SVG est un dispositif de compensation actif, qui est un périphérique source actuel composé de périphérique commutable IgBT, évitant ainsi le phénomène de résonance et améliorant considérablement les performances de sécurité de l'opération.
5. Caractéristiques harmoniques différentes
SVC utilise des redresseurs contrôlés en silicium (SCR) pour gérer l'impédance fondamentale équivalente du réacteur. Cela le rend non seulement sensible aux harmoniques du système, mais le fait également générer un nombre important d'harmoniques. Pour atténuer cela, SVC doit être jumelé avec une banque de filtre pour éliminer ses propres émissions harmoniques. D'autre part, SVG utilise une technologie de pont monophasée à trois niveaux, capable de produire des formes d'onde de tension à cinq niveaux en une seule phase, et utilise des méthodes de modulation d'impulsion de décalage de phase transportées. Cette approche rend SVG moins influencé par les harmoniques du système et lui permet même de les supprimer. SVG réduit considérablement le contenu harmonique dans le courant de compensation en incorporant des techniques telles que la multiplication, à plusieurs niveaux, ou modulation de largeur d'impulsion, Offrir un avantage sur SVC.
6. Différentes exigences d'espace
SVG occupe un espace qui est 1/2 à 2/3 plus petit que celui de SVC lors de la fourniture de la même capacité de compensation. L'utilisation par SVG de moins de réacteurs et de condensateurs diminue considérablement la taille et l'empreinte de l'appareil. En revanche, Les réacteurs de SVC sont non seulement plus grands, mais nécessitent également plus d'espace pour l'installation, entraînant une plus grande empreinte globale.
