Hvad er Flexible AC Transmission Systems?

Hvad er Flexible AC Transmission Systems?

FACTS Definition

Flexible AC Transmission Systems (FACTS) er defineret som systemer, der bruger strømteknologi til at forbedre kontrol og strømoverførsel i AC-transmissionsnet.

• Egenskaber ved FACTS

• Hurtig spændingsregulering

• Forhøjet strømoverførsel over lange AC-ledninger

• Dempning af aktiv effektoscillationer

• Lastflødekontrol i netværkssystemer

Derved forbedres stabiliteten og ydeevnen af eksisterende og fremtidige transmissionsystemer betydeligt. Med Flexible AC Transmission Systems (FACTS) kan energiselskaber bedre udnytte eksisterende netværk, øge tilgængeligheden og pålideligheden af deres ledninger, og forbedre dynamisk og transient netstabilitet, hvilket sikrer en bedre kvalitet af leveringen.

Indflydelse af reaktiv effektstrøm på strømsystems spænding

Reaktiv effektkompensation

Forbrugere har behov for reaktiv effekt, der varierer kontinuerligt, hvilket øger transmissionsforskyld og påvirker spændingen i netværket. For at undgå store spændningsfluktuationer eller strømafbrydelser skal denne reaktive effekt være i balance. Passive komponenter som reaktorer eller kondensatorer kan levere induktiv eller kapacitiv reaktiv effekt. Hurtig og præcis reaktiv effektkompensation, ved hjælp af thyristor-switchede og thyristor-styrte komponenter, kan forbedre transmissionseffektiviteten og -kontrollen, ved at erstatte langsomme mekaniske skruer.

Effekter af reaktiv effektstrøm

Reaktiv effektstrøm har følgende effekter:

• Øget transmissionstab

• Tilføjelse til kraftværksanlæg

• Tilføjelse til driftsomkostninger

• Signifikant indflydelse på systemets spændingsafvigelse

• Nedbrydning af lastydeevne ved lavspænding

• Risiko for isolationsoverbelastning ved overspænding

• Begrænsning af effekttransmission

• Steady-state og dynamiske stabilitetsgrænser

Parallel og serie

Fig. viser de mest almindelige shunt-kompensationsenheder i dag, deres indflydelse på de vigtigste transmissionsparametre, og typiske anvendelser.

Fig.: Den aktive effekt/transmissionsvinkel-ligning illustrerer, hvilke FACTS-komponenter selektivt påvirker hvilke transmissionsparametre.

Beskyttelses- og styringssystemer

For at forbedre redundanshåndtering blev specielle moduler udviklet til at supplere SIMATIC TDC-automatiseringssystemet. Disse moduler udsender trigger-signal til thyristorventiler og tager mindre plads end tidligere teknologi. 

SIMATIC TDC’s fleksible grænseflade-design gør det muligt at let erstatte eksisterende systemer. Denne integration kan gennemføres med minimal forsinkelse, hvilket sikrer, at måleværdier fra gamle systemer bliver behandlet af det nye styresystem. Rumfanget hos SIMATIC TDC tillader også parallel konfiguration med eksisterende systemer.

Menneske-maskine-grænseflade (HMI = Human Machine Interface) er standardiseret SIMATIC Win CC visualiserings-system, som yderligere forenkler operationen og gør det lettere at tilpasse grafiske brugergrænseflader til operatørers krav.

Hardware til styring og beskyttelse

Siemens tilbyder den nyeste styring og beskyttelse til FACTS – det beprøvede SIMATIC TDC (Technology and Drive Control) automatiseringssystem. SIMATIC TDC bruges verden over i næsten alle brancher og er bevist både i produktion og procesengineering samt i mange HVDC- og FACTS-anvendelser. 

Operativpersonale og projektplaningsteknikere arbejder udelukkende med en standardiseret, universel hardware- og softwareplatform, hvilket giver dem mulighed for hurtigere at udføre krævende opgaver. En af de vigtigste hensyn, der blev taget under udviklingen af dette automatiseringssystem, var at sikre den højeste grad af tilgængelighed for FACTS – derfor er alle styring- og beskyttelsessystemer, samt kommunikationsforbindelser, konfigureret redundant (hvis anmodet af kunden).

Den nye instrument- og styringsteknologi tillader også brug af et højpresterende fejlregistreringsprogram, der arbejder med en samplingfrekvens på 25 kHz. Den nye instrument- og styringsteknologi reducerer perioden mellem fejlregistrering og udskrivning af fejlrapport fra flere minutter (tidligere) til 10 sekunder (nu).

Konverter for FACTS

LTT – Light Triggered Thyristors

Thyristorer kontrollerer passive komponenter i reaktiv effektkompensationsystemer. Siemens' direkte lysbaserede triggering-system aktiverer thyristorer med en 10-mikrosekunds lysimpuls på 40 milliwatt. Dette enhed inkluderer overspændingsbeskyttelse, hvilket gør det selvbeskyttende, hvis fremadrettet spænding overstiger grænser.

 Lysimpulsen rejser gennem fiberoptik fra ventil-styringen til thyristor-gate. Konventionelle systemer bruger elektrisk triggerede thyristorer, som kræver impulser på flere watt, genereret af nærbeliggende elektronik. Direkte lysbaserede triggering reducerer elektroniske komponenter i thyristorventilen med 80%, hvilket forbedrer pålidelighed og elektromagnetisk kompatibilitet. Yderligere sikrer den nye thyristortechnologi langtids tilgængelighed af elektroniske komponenter i mindst 30 år.

Thyristorventiler fra Siemens samles fra 4-tommer eller 5-tommer thyristorer, afhængigt af den ønskede strømbærkapacitet/nominel strøm. Thyristortechnologi har været under konstant udvikling siden begyndelsen af 1960'erne. I dag kan thyristorer sikkert og økonomisk håndtere blokerende spændinger op til 8 kilovolt og nominelle strømmer op til 4.200 amper.