อุปกรณ์ชดเชยพลังงานปฏิกิริยาเป็นสิ่งจำเป็นในระบบพลังงาน. บทบาทหลักของพวกเขาคือการปรับปรุงปัจจัยพลังงานของระบบการจัดหาและการกระจาย, ดังนั้นการปรับปรุงการใช้งานการส่งและอุปกรณ์ย่อย, เพิ่มประสิทธิภาพทางไฟฟ้า, และลดต้นทุนไฟฟ้า. นอกจากนี้, การติดตั้งอุปกรณ์ชดเชยพลังงานแบบไดนามิกแบบไดนามิกในตำแหน่งเชิงกลยุทธ์ตามสายส่งทางไกลสามารถหนุนความเสถียรของระบบ, เพิ่มความสามารถในการส่งสัญญาณ, และแรงดันไฟฟ้าที่เสถียรในตอนท้ายของการรับและตลอดตาราง.

อุปกรณ์ชดเชยพลังงานปฏิกิริยาได้พัฒนาผ่านหลายขั้นตอนการพัฒนา. แบบอย่างก่อน, คอนเดนเซอร์แบบซิงโครนัส, มีขนาดใหญ่และมีค่าใช้จ่ายสูงและค่อยๆค่อยๆเลิก. วิธีที่สอง, ใช้ตัวเก็บประจุแบ่ง, เสนอข้อดีของต้นทุนต่ำและความสะดวกในการติดตั้งและการใช้งาน. อย่างไรก็ตาม, เนื่องจากฮาร์โมนิกที่มีศักยภาพและปัญหาคุณภาพพลังงานอื่น ๆ ในระบบ, การใช้ตัวเก็บประจุบริสุทธิ์ได้กลายเป็นเรื่องธรรมดาน้อยลง.

วิธีการชดเชยตัวเก็บประจุของเครื่องปฏิกรณ์แบบซีรีย์ในปัจจุบันถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางเพื่อเพิ่มปัจจัยพลังงาน. สำหรับระบบผู้ใช้ที่มีการผลิตอย่างต่อเนื่องและความแปรปรวนของโหลดต่ำ, ค่าตอบแทนคงที่ด้วยตัวเก็บประจุคงที่ (สโมสรฟุตบอล) แนะนำโดยทั่วไป. หรือ, ค่าตอบแทนอัตโนมัติที่ควบคุมโดยคอนแทคเตอร์และนำไปใช้ในขั้นตอนนี้เหมาะสำหรับระบบจ่ายและการกระจายแรงดันไฟฟ้าขนาดกลางและต่ำ.

การชดเชยอย่างรวดเร็วเป็นสิ่งจำเป็นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงการโหลดอย่างรวดเร็วหรือต่อหน้าแรงกระแทก, เช่นในเครื่องผสมของอุตสาหกรรมยาง, ในกรณีที่พลังงานปฏิกิริยาของระบบต้องการผันผวนอย่างรวดเร็ว. อย่างไรก็ตาม, ตัวเก็บประจุที่ใช้ในระบบชดเชยพลังงานอัตโนมัติแบบรีแอกทีฟมาตรฐานจะรักษาแรงดันไฟฟ้าที่เหลือหลังจากการขาดการเชื่อมต่อและการลบออกจากกริด. ขนาดของแรงดันไฟฟ้าตกค้างนี้ไม่สามารถคาดเดาได้และต้องการ 1-3 นาทีที่จะปลดปล่อย. ดังนั้น, การเชื่อมต่อใหม่กับกริดจะต้องรอจนกว่าแรงดันไฟฟ้าที่เหลือจะลดลงต่ำกว่า 50V โดยตัวต้านทานการปล่อยภายในของตัวเก็บประจุ, ห้ามการตอบสนองอย่างรวดเร็ว. นอกจากนี้, การปรากฏตัวของฮาร์มอนิกที่สำคัญในระบบหมายความว่าอุปกรณ์ชดเชยตัวกรอง LC ปรับ, ประกอบด้วยตัวเก็บประจุและเครื่องปฏิกรณ์ในอนุกรม, ต้องใช้กำลังการผลิตที่สำคัญเพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยของตัวเก็บประจุ. นอกจากนี้ยังสามารถนำไปสู่ระบบการชดเชยเกิน, ส่งผลให้ระบบ capacitive.

ตัวชดเชย VAR แบบคงที่ (SVC), ประเภทของอุปกรณ์ชดเชยพลังงานปฏิกิริยาแบบสแตติก, จึงได้รับการพัฒนา. การกำหนดค่าทั่วไปประกอบด้วยเครื่องปฏิกรณ์แบบควบคุม thyristor (TCR) รวมกับตัวเก็บประจุคงที่ (สโมสรฟุตบอล) ธนาคาร, มักจะต้องมีการเชื่อมต่อแบบอนุกรมด้วยสัดส่วนของเครื่องปฏิกรณ์. ความสำคัญของ SVC อยู่ในความสามารถในการปรับพลังงานปฏิกิริยาอย่างต่อเนื่องโดยการปรับมุมการหน่วงเวลาที่เรียกของ thyristors ภายใน TCR. SVCs ใช้เป็นหลักในระบบการกระจายพลังงานขนาดกลางและแรงดันสูงและเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสถานการณ์ที่มีความสามารถในการโหลดขนาดใหญ่, ปัญหาฮาร์มอนิกรุนแรง, แรงกระแทก, และอัตราการเปลี่ยนแปลงโหลดสูง, เช่นในโรงงานเหล็ก, อุตสาหกรรมยาง, โลหะที่ไม่เป็นเหล็ก, การแปรรูปโลหะ, และรถไฟความเร็วสูง.

ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์พลังงาน, โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการถือกำเนิดของอุปกรณ์ IGBT และเทคนิคการควบคุมที่เพิ่มขึ้น, อุปกรณ์ชดเชยพลังงานปฏิกิริยาแบบใหม่ได้เกิดขึ้น, แตกต่างจากการออกแบบแบบดั้งเดิมตามตัวเก็บประจุและเครื่องปฏิกรณ์. อุปกรณ์นี้เป็นเครื่องกำเนิด var คงที่ (SVG), ซึ่งใช้เทคโนโลยีการควบคุมการปรับความกว้างพัลส์ PWM เพื่อสร้างพลังงานปฏิกิริยาแบบ capacitive หรือการดูดซับพลังงานแบบเหนี่ยวนำ. แตกต่างจากระบบดั้งเดิม, SVG ไม่ได้พึ่งพาตัวเก็บประจุอย่างหนัก แต่ในวงจรแปลงประเภทสะพานที่ใช้เทคโนโลยีหลายระดับหรือเทคโนโลยี PWM, ไม่จำเป็นต้องมีการคำนวณอิมพีแดนซ์ของระบบระหว่างการใช้งาน. นอกจากนี้, SVG นำเสนอประโยชน์ของรอยเท้าที่เล็กลงและความสามารถในการปรับพลังงานปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วและราบรื่นบนพื้นฐานแบบไดนามิกอย่างต่อเนื่อง, ให้ค่าตอบแทนแบบสองทิศทางและการชดเชยอุปนัย.

การวิเคราะห์เปรียบเทียบอุปกรณ์ชดเชยพลังงานแบบปฏิกิริยา SVG และ SVC

1. หลักการที่แตกต่างกัน

อัน. SVC สามารถมองเห็นได้ว่าเป็นแหล่งพลังงานปฏิกิริยาแบบไดนามิก. ขึ้นอยู่กับความต้องการการเชื่อมต่อของกริด, มันสามารถจัดหาพลังงานปฏิกิริยาแบบ capacitive ไปยังกริดหรือดูดซับพลังงานปฏิกิริยาอุปนัยมากเกินไปของกริด. สิ่งนี้ทำได้โดยการเชื่อมต่อธนาคารตัวเก็บประจุ, โดยทั่วไปคือธนาคารตัวกรอง, ไปยังกริด. เมื่อกริดไม่ต้องการพลังงานปฏิกิริยามากนัก, พลังงานปฏิกิริยา capacitive ส่วนเกินใด ๆ จะถูกดูดซึมโดยเครื่องปฏิกรณ์ที่เชื่อมต่อแบบขนาน. กระแสของเครื่องปฏิกรณ์ถูกควบคุมโดยกลุ่มวาล์ว thyristor. โดยการปรับมุมเฟสของทริกเกอร์ไทริสเตอร์, ค่า RMS ของกระแสที่ไหลผ่านเครื่องปฏิกรณ์สามารถเปลี่ยนแปลงได้. สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่า SVC ที่จุดเชื่อมต่อกริดให้พลังงานปฏิกิริยาเพียงพอที่จะทำให้แรงดันไฟฟ้าคงที่ภายในช่วงที่ระบุ, จึงชดเชยพลังงานปฏิกิริยาของกริด.

ข. SVG ใช้อินเวอร์เตอร์แรงดันไฟฟ้าสูงเป็นแกนกลาง. โดยการปรับแอมพลิจูดและเฟสของแรงดันเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์, หรือควบคุมแอมพลิจูดและเฟสของกระแสด้าน AC โดยตรง, SVG ดูดซับหรือปล่อยพลังงานปฏิกิริยาที่จำเป็นอย่างรวดเร็ว. สิ่งนี้ช่วยให้การควบคุมพลังงานปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วและไดนามิก.

2. ความเร็วในการตอบสนองที่แตกต่างกัน

ความเร็วในการตอบสนองของ SVC โดยทั่วไปอยู่ในช่วง 20-40ms, ในขณะที่การตอบสนองของ SVG ไม่เกิน 10ms, ช่วยให้การปราบปรามความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าและการสั่นไหวมีประสิทธิภาพมากขึ้น. ด้วยความสามารถในการชดเชยเดียวกัน, SVG ให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดในการลดความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าและการสั่นไหว.

3. ลักษณะแรงดันไฟฟ้าต่ำที่แตกต่างกัน

SVG ทำงานเหมือนแหล่งปัจจุบัน, ด้วยกำลังการผลิตที่ได้รับผลกระทบน้อยที่สุดจากแรงดันไฟฟ้าบัส. คุณภาพนี้ทำให้ SVG มีข้อได้เปรียบที่สำคัญในแอปพลิเคชันควบคุมแรงดันไฟฟ้า. แรงดันไฟฟ้าของระบบจะลดลง, ยิ่งมีการควบคุมพลังงานปฏิกิริยาแบบไดนามิกที่จำเป็นมากขึ้น. ลักษณะแรงดันไฟฟ้าต่ำที่เหนือกว่าของ SVG หมายความว่าเอาต์พุตของกระแสปฏิกิริยาเป็นอิสระจากแรงดันไฟฟ้าของระบบ. ถือได้ว่าเป็นสิ่งที่ควบคุมได้, แหล่งกระแสไฟฟ้าคงที่ที่ยังคงส่งมอบกระแสปฏิกิริยาที่ได้รับการจัดอันดับแม้ว่าแรงดันไฟฟ้าของระบบจะลดลง, แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการโอเวอร์โหลดที่แข็งแกร่ง. ในทางตรงกันข้าม, SVC จัดแสดงลักษณะอิมพีแดนซ์ประเภท, ด้วยความสามารถในการส่งออกได้รับอิทธิพลอย่างมากจากแรงดันไฟฟ้าบัส. เมื่อแรงดันไฟฟ้าของระบบลดลง, ความสามารถของ SVC ในการส่งออกกระแสปฏิกิริยาลดลงตามสัดส่วน, ขาดความสามารถในการจัดการมากเกินไป. เพราะเหตุนี้, การชดเชยพลังงานปฏิกิริยาของ SVG ไม่ได้รับผลกระทบจากแรงดันไฟฟ้าของระบบ, ในขณะที่ความสามารถในการชดเชยของ SVC ลดลงเป็นเส้นตรงเมื่อแรงดันไฟฟ้าของระบบลดลง.

4 ประสิทธิภาพความปลอดภัยในการดำเนินงานที่แตกต่างกัน

SVC ใช้ปฏิกิริยาไทริสเตอร์ที่ปรับและตัวเก็บประจุหลายตัวเป็นวิธีหลักของการชดเชยพลังงานปฏิกิริยา, ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดปรากฏการณ์การขยายเสียงสะท้อน, นำไปสู่อุบัติเหตุด้านความปลอดภัย, และเมื่อแรงดันไฟฟ้ามีความผันผวนอย่างมาก, ผลการชดเชยได้รับผลกระทบอย่างมาก, และการสูญเสียการดำเนินการมีขนาดใหญ่; ตัวเก็บประจุที่สนับสนุน SVG ไม่จำเป็นต้องตั้งค่าธนาคารตัวกรอง, และปรากฏการณ์การขยายเสียงสะท้อนไม่มีอยู่จริง, และ SVG เป็นอุปกรณ์ชดเชยประเภทที่ใช้งานอยู่, และเป็นอุปกรณ์ต้นทางปัจจุบันที่ประกอบด้วย IGBT, ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่สลับได้, ดังนั้นการหลีกเลี่ยงปรากฏการณ์การกำทอนและปรับปรุงประสิทธิภาพความปลอดภัยในการดำเนินงานอย่างมาก. SVG เป็นอุปกรณ์ชดเชยที่ใช้งานอยู่, ซึ่งเป็นอุปกรณ์ต้นฉบับปัจจุบันที่ประกอบด้วยอุปกรณ์สวิตช์ IGBT, ดังนั้นการหลีกเลี่ยงปรากฏการณ์การกำทอนและปรับปรุงประสิทธิภาพความปลอดภัยในการดำเนินงานอย่างมาก.

5. ลักษณะฮาร์มอนิกที่แตกต่างกัน

SVC ใช้วงจรเรียงกระแสควบคุมซิลิกอน (SCR) เพื่อจัดการความต้านทานพื้นฐานที่เทียบเท่าของเครื่องปฏิกรณ์. สิ่งนี้ไม่เพียง แต่ทำให้อ่อนไหวต่อฮาร์มอนิกส์ของระบบเท่านั้น. เพื่อลดสิ่งนี้, SVC จะต้องจับคู่กับธนาคารตัวกรองเพื่อกำจัดการปล่อยฮาร์มอนิกของตัวเอง. ในทางกลับกัน, SVG ใช้เทคโนโลยีสะพานเฟสเดี่ยวสามระดับ, ความสามารถในการผลิตรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้าห้าระดับในระยะเดียว, และใช้วิธีการปรับพัลส์แบบเปลี่ยนเฟสของผู้ให้บริการ. วิธีการนี้ทำให้ SVG ได้รับอิทธิพลน้อยลงจากฮาร์มอนิกระบบและยังช่วยให้สามารถระงับได้. SVG ลดเนื้อหาฮาร์มอนิกอย่างมีนัยสำคัญในกระแสการชดเชยโดยการรวมเทคนิคต่าง ๆ เช่นการคูณ, หลายระดับ, หรือการปรับความกว้างพัลส์, เสนอข้อได้เปรียบเหนือ SVC.

6. ข้อกำหนดด้านพื้นที่ที่แตกต่างกัน

SVG มีพื้นที่ว่าง 1/2 ถึง 2/3 เล็กกว่าของ SVC เมื่อให้ความสามารถในการชดเชยเท่ากัน. การใช้เครื่องปฏิกรณ์และตัวเก็บประจุน้อยลงของ SVG จะลดขนาดและรอยเท้าของอุปกรณ์ลงอย่างมาก. ในทางตรงกันข้าม, เครื่องปฏิกรณ์ของ SVC ไม่เพียง แต่มีขนาดใหญ่กว่า แต่ยังต้องการพื้นที่สำหรับการติดตั้งมากขึ้น, ส่งผลให้รอยเท้าโดยรวมมีขนาดใหญ่ขึ้น.