Các thiết bị bù năng lượng phản ứng rất cần thiết trong các hệ thống điện. Vai trò chính của họ là tăng cường hệ số công suất của hệ thống cung cấp và phân phối, do đó cải thiện việc sử dụng các thiết bị truyền và trạm biến áp, tăng hiệu quả điện, và giảm chi phí điện. Ngoài ra, Cài đặt các thiết bị bù công suất phản ứng động tại các vị trí chiến lược dọc theo các đường truyền đường dài có thể củng cố sự ổn định của hệ thống, Tăng khả năng truyền tải, và ổn định điện áp ở cuối nhận và trên toàn bộ lưới.
Thiết bị bù năng lượng phản ứng đã phát triển thông qua một số giai đoạn phát triển. Mẫu mực ban đầu, Bộ ngưng tụ đồng bộ, cồng kềnh và tốn kém và dần dần bị loại bỏ. Phương pháp thứ hai, Sử dụng tụ điện shunt, cung cấp những lợi thế của chi phí thấp và dễ dàng cài đặt và sử dụng. Tuy nhiên, do các sóng hài tiềm năng và các vấn đề chất lượng năng lượng khác trong hệ thống, Việc sử dụng các tụ điện thuần túy đã trở nên ít phổ biến hơn.
Phương pháp hiện tại của bù tụ điện phản ứng loạt được áp dụng rộng rãi để tăng cường hệ số công suất. Đối với các hệ thống người dùng có sản xuất liên tục và độ biến thiên tải thấp, Bồi thường cố định với các tụ điện cố định (FC) thường được đề xuất. Cách khác, Bồi thường tự động được kiểm soát bởi các tiếp xúc và được triển khai trong các bước phù hợp cho cả hệ thống phân phối và cung cấp điện áp trung bình và thấp.
Bồi thường nhanh chóng là cần thiết khi thay đổi tải là nhanh chóng hoặc với sự hiện diện của tải sốc, chẳng hạn như trong các bộ trộn ngành công nghiệp cao su, Trường hợp hệ thống sức mạnh phản ứng của hệ thống cần dao động nhanh chóng. Tuy nhiên, Các tụ điện được sử dụng trong các hệ thống bù tự động phản ứng tiêu chuẩn giữ lại điện áp còn lại sau khi ngắt kết nối và loại bỏ khỏi lưới điện. Độ lớn của điện áp dư này là không thể đoán trước và yêu cầu 1-3 phút để xuất viện. Vì thế, Kết nối lại với lưới phải đợi cho đến khi điện áp dư được giảm xuống dưới 50V bởi điện trở xả bên trong tụ điện, ngăn chặn phản ứng nhanh chóng. Hơn thế nữa, Sự hiện diện của các sóng hài đáng kể trong hệ thống có nghĩa là các thiết bị bù bộ lọc LC điều chỉnh, bao gồm các tụ điện và lò phản ứng trong loạt, yêu cầu năng lực đáng kể để đảm bảo an toàn tụ điện. Điều này cũng có thể dẫn đến bù hệ thống quá mức, dẫn đến một hệ thống điện dung.
Bộ bù var tĩnh (SVC), Một loại thiết bị bù năng lượng phản ứng tĩnh, do đó đã được phát triển. Cấu hình điển hình của nó bao gồm một lò phản ứng điều khiển thyristor (TCR) kết hợp với một tụ điện cố định (FC) ngân hàng, thường yêu cầu kết nối loạt với một tỷ lệ lò phản ứng nhất định. Tầm quan trọng của SVC nằm ở khả năng điều chỉnh công suất phản ứng liên tục bằng cách điều chỉnh góc độ trễ kích hoạt của các thyristor trong TCR. SVC chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống phân phối năng lượng trung bình và điện áp cao và đặc biệt phù hợp cho các kịch bản với công suất tải lớn, Các vấn đề hài hòa nghiêm trọng, Tải trọng sốc, và tỷ lệ biến đổi tải cao, chẳng hạn như trong các nhà máy thép, Ngành công nghiệp cao su, Luyện kim màu, xử lý kim loại, và đường sắt tốc độ cao.
Với sự tiến bộ của công nghệ điện tử năng lượng, Đặc biệt với sự ra đời của các thiết bị IGBT và các kỹ thuật điều khiển nâng cao, Một loại thiết bị bù năng lượng phản ứng mới đã xuất hiện, khác biệt với các thiết kế truyền thống dựa trên tụ điện và lò phản ứng. Thiết bị này là máy phát điện var tĩnh (SVG), trong đó sử dụng công nghệ điều khiển điều chế độ rộng xung PWM để tạo ra công suất phản ứng điện dung hoặc hấp thụ công suất phản ứng cảm ứng. Không giống như các hệ thống truyền thống, SVG không phụ thuộc nhiều vào các tụ điện mà vào các mạch chuyển đổi loại cầu sử dụng công nghệ đa cấp hoặc công nghệ PWM, Loại bỏ sự cần thiết phải tính toán trở kháng hệ thống trong quá trình sử dụng. Hơn thế nữa, SVG cung cấp những lợi ích của dấu chân nhỏ hơn và khả năng điều chỉnh nhanh chóng và trơn tru công suất phản ứng trên cơ sở động liên tục, cung cấp khoản bồi thường điện dung hai chiều và quy nạp.
Phân tích so sánh các thiết bị bù công suất phản ứng SVG và SVC
1. Các nguyên tắc khác nhau
Một. SVC có thể được coi là nguồn năng lượng phản ứng động. Dựa trên nhu cầu kết nối lưới, Nó có thể cung cấp công suất phản ứng điện dung cho lưới hoặc hấp thụ năng lượng phản ứng cảm ứng dư thừa của lưới điện. Điều này đạt được bằng cách kết nối một ngân hàng tụ điện, thường là một ngân hàng lọc, đến lưới. Khi lưới không yêu cầu nhiều năng lượng phản ứng, Bất kỳ công suất phản ứng điện dung vượt quá nào cũng được hấp thụ bởi lò phản ứng kết nối song song. Dòng lò phản ứng được điều khiển bởi nhóm van thyristor. Bằng cách điều chỉnh góc pha của thyristor kích hoạt, Giá trị RMS của dòng điện chảy qua lò phản ứng có thể được thay đổi. Điều này đảm bảo rằng SVC tại điểm truy cập lưới cung cấp đủ công suất phản ứng để ổn định điện áp trong phạm vi được chỉ định, do đó bù đắp cho sức mạnh phản ứng của lưới điện.
b. SVG sử dụng biến tần điện áp cao làm cốt lõi. Bằng cách điều chỉnh biên độ và pha của điện áp đầu ra biến tần, hoặc điều khiển trực tiếp biên độ và pha của dòng điện bên AC, SVG nhanh chóng hấp thụ hoặc phát ra sức mạnh phản ứng cần thiết. Điều này cho phép điều chỉnh nhanh chóng và năng động của công suất phản ứng.
2. Tốc độ phản ứng khác nhau
Tốc độ phản hồi của SVC thường dao động từ 20-40ms, Trong khi đó, phản hồi của SVG không vượt quá 10ms, cho phép ức chế hiệu quả hơn các dao động điện áp và nhấp nháy. Với khả năng bồi thường tương tự, SVG cung cấp kết quả tốt nhất trong việc giảm thiểu dao động điện áp và nhấp nháy.
3. Đặc điểm điện áp thấp khác nhau
SVG hoạt động như một nguồn hiện tại, với công suất đầu ra bị ảnh hưởng tối thiểu bởi điện áp xe buýt. Chất lượng này mang lại cho SVG một lợi thế đáng kể trong các ứng dụng điều khiển điện áp. Điện áp hệ thống càng thấp, Quy định công suất phản ứng động cần thiết hơn trở thành. Các đặc tính điện áp thấp vượt trội của SVG có nghĩa là đầu ra của dòng phản ứng của nó độc lập với điện áp hệ thống. Nó có thể được coi là một, Nguồn dòng điện liên tục tiếp tục cung cấp dòng điện phản ứng được định mức ngay cả khi điện áp hệ thống giảm, Thể hiện khả năng quá tải mạnh mẽ. Ngược lại, SVC thể hiện các đặc điểm loại trở kháng, với công suất đầu ra bị ảnh hưởng nặng nề bởi điện áp xe buýt. Khi điện áp hệ thống giảm, SVC Khả năng đầu ra dòng điện phản ứng giảm dần theo tỷ lệ, Thiếu khả năng xử lý quá tải. Do đó, Bồi thường công suất phản ứng của SVG không bị ảnh hưởng bởi điện áp hệ thống, Trong khi khả năng bù SVC SVC giảm một cách tuyến tính khi điện áp hệ thống giảm.
4 Hiệu suất an toàn hoạt động khác nhau
SVC lấy phản ứng điều chỉnh của thyristor và nhiều tụ điện làm phương tiện chính của bù công suất phản ứng, rất dễ bị hiện tượng khuếch đại cộng hưởng, dẫn đến tai nạn an toàn, và khi điện áp hệ thống dao động rất nhiều, Hiệu ứng bồi thường bị ảnh hưởng rất nhiều, và tổn thất hoạt động lớn; Các tụ điện hỗ trợ SVG không cần thiết lập một ngân hàng lọc, và hiện tượng khuếch đại cộng hưởng không tồn tại, Và SVG là một thiết bị bồi thường loại hoạt động, Và nó là một thiết bị nguồn hiện tại bao gồm IGBT, là một thiết bị có thể chuyển đổi, Do đó, tránh hiện tượng cộng hưởng và cải thiện đáng kể hiệu suất an toàn hoạt động. SVG là một thiết bị bồi thường hoạt động, là một thiết bị nguồn hiện tại bao gồm IGBT thiết bị chuyển mạch, Do đó, tránh hiện tượng cộng hưởng và cải thiện đáng kể hiệu suất an toàn hoạt động.
5. Các đặc điểm hài hòa khác nhau
SVC sử dụng bộ chỉnh lưu điều khiển silicon (Scr) Để quản lý trở kháng cơ bản tương đương của lò phản ứng. Điều này không chỉ làm cho nó dễ bị hài hòa hệ thống mà còn khiến nó tạo ra một số lượng đáng kể các sóng hài. Để giảm thiểu điều này, SVC phải được ghép nối với một ngân hàng lọc để loại bỏ lượng khí thải hài. Mặt khác, SVG sử dụng công nghệ cầu một pha ba cấp, có khả năng tạo ra các dạng sóng điện áp năm cấp trong một pha, và sử dụng các phương pháp điều chế xung chuyển pha của hãng vận tải. Cách tiếp cận này làm cho SVG ít bị ảnh hưởng bởi hài hòa hệ thống và thậm chí cho phép nó đàn áp chúng. SVG làm giảm đáng kể nội dung hài hòa trong dòng bù bằng cách kết hợp các kỹ thuật như nhân, đa cấp, hoặc điều chế độ rộng xung, Cung cấp một lợi thế so với SVC.
6. Yêu cầu không gian khác nhau
SVG chiếm một không gian 1/2 ĐẾN 2/3 nhỏ hơn so với SVC khi cung cấp khả năng bồi thường tương tự. SVG sử dụng ít lò phản ứng và tụ điện giảm đáng kể cả kích thước và dấu chân của thiết bị. Ngược lại, Lò phản ứng SVC không chỉ lớn hơn mà còn yêu cầu nhiều không gian hơn để cài đặt, dẫn đến một dấu chân tổng thể lớn hơn.
