Τι είναι τα Ευέλικτα Συστήματα Μετάδοσης Αλτερνατίδας Τάσης (Flexible AC Transmission Systems);

Τι είναι τα Flexible AC Transmission Systems;

Ορισμός FACTS

Τα Flexible AC Transmission Systems (FACTS) ορίζονται ως συστήματα που χρησιμοποιούν ηλεκτρονική ενέργεια για να βελτιώσουν τον έλεγχο και τη μεταφορά ενέργειας σε δίκτυα μεταφοράς AC.

• Χαρακτηριστικά των FACTS

• Γρήγορη ρύθμιση τάσης

• Αύξηση της μεταφοράς ενέργειας σε μακρές γραμμές AC

• Εξασθένηση των ταλάντωσεων ενεργής ενέργειας

• Έλεγχος ροής φορτίου σε πεπλεγμένα συστήματα

Με αυτόν τον τρόπο, βελτιώνεται σημαντικά η σταθερότητα και η απόδοση των υφιστάμενων και μελλοντικών συστημάτων μεταφοράς. Με τα Flexible AC Transmission Systems (FACTS), οι εταιρείες ενέργειας μπορούν να εκμεταλλευτούν καλύτερα τα υφιστάμενα δίκτυα, να αυξήσουν τη διαθεσιμότητα και αξιοπιστία των γραμμών τους, και να βελτιώσουν τη δυναμική και προσωρινή σταθερότητα του δικτύου, εξασφαλίζοντας μια καλύτερη ποιότητα παροχής.

Επιρροή της Ροής Ανενεργού Ενέργειας στη Τάση του Συστήματος Ενέργειας

Αντιστάθμιση Ανενεργού Ενέργειας

Τα φορτία των καταναλωτών χρειάζονται ανενεργή ενέργεια που μεταβάλλεται συνεχώς, αυξάνοντας τις απώλειες μεταφοράς και επηρεάζοντας την τάση στο δίκτυο. Για να αποφευχθούν μεγάλες ταλάντωσες τάσης ή αποτυχίες ενέργειας, αυτή η ανενεργή ενέργεια πρέπει να ισορροπηθεί. Σταθερά συσταδικά όπως αντίστασες ή καταναλωτές μπορούν να παρέχουν ανενεργή ενέργεια αντιδραστική ή καταναλωτική. Γρήγορη και ακριβής αντιστάθμιση ανενεργής ενέργειας, χρησιμοποιώντας συσταδικά με διακόπτες thyristor, μπορεί να βελτιώσει την απόδοση μεταφοράς και τον έλεγχο, αντικαθιστώντας πιο αργούς μηχανικούς διακόπτες.

Επιπτώσεις της Ροής Ανενεργού Ενέργειας

Η ροή ανενεργής ενέργειας έχει τις εξής επιπτώσεις:

• Αύξηση των απωλειών του συστήματος μεταφοράς

• Προσθήκη σε εγκαταστάσεις ενεργειακών εγκαταστάσεων

• Προσθήκη στο κόστος λειτουργίας

• Κύρια επιρροή στην απόκλιση τάσης του συστήματος

• Αποκλίνει την απόδοση του φορτίου κατά την υποτάση

• Ρίσκο κατάρρευσης του απομόνωσης κατά την υπερτάση

• Περιορισμός της μεταφοράς ενέργειας

• Όρια σταθερής κατάστασης και δυναμικής σταθερότητας

Παράλληλο και Σειριακό

Σχήμα: Παρουσιάζει τα πιο κοινά συστήματα αντιστάθμισης παράλληλα, την επιρροή τους στα πιο σημαντικά παράμετρα μεταφοράς και τις τυπικές εφαρμογές.

Σχήμα: Η εξίσωση ενεργής ενέργειας/γωνίας μεταφοράς εξηγεί ποια συσταδικά FACTS επιλεγμένα επηρεάζουν ποιους παράμετρους μεταφοράς.

Συστήματα Προστασίας και Ελέγχου

Για τη βελτίωση της διαχείρισης της επικουρικότητας, αναπτύχθηκαν ειδικά μόντουλα για να συμπληρώσουν το σύστημα αυτοματοποίησης SIMATIC TDC. Αυτά τα μόντουλα εκδίδουν σήματα εκκίνησης σε διακόπτες thyristor και απαιτούν λιγότερο χώρο από την προηγούμενη τεχνολογία. 

Η ευέλικτη σχεδίαση διεπαφής του SIMATIC TDC του επιτρέπει να αντικαθιστά υφιστάμενα συστήματα εύκολα. Αυτή η ολοκλήρωση μπορεί να γίνει με ελάχιστη καθυστερησή, εξασφαλίζοντας ότι τα μετρημένα τιμές από τα παλαιά συστήματα επεξεργάζονται από το νέο σύστημα ελέγχου. Η αποδοτικότητα χώρου του SIMATIC TDC επιτρέπει επίσης την παράλληλη διαμόρφωση με υφιστάμενα συστήματα.

Διεπαφή Ανθρώπου-Μηχανής. Η διεπαφή μεταξύ του τεχνικού και της εγκατάστασης (HMI = Human Machine Interface) είναι προδιαγραφοθετημένη. Το σύστημα οπτικοποίησης SIMATIC Win CC, περαιτέρω απλοποιεί τη λειτουργία και επιτρέπει την προσαρμογή των γραφικών διεπαφών χρήστη στις απαιτήσεις του τεχνικού.

Υλικό για Έλεγχο και Προστασία

Η Siemens προσφέρει την πιο πρόσφατη τεχνολογία ελέγχου και προστασίας για FACTS – το δοκιμασμένο σύστημα αυτοματοποίησης SIMATIC TDC (Technology and Drive Control). Το SIMATIC TDC χρησιμοποιείται παγκοσμίως σχεδόν σε κάθε βιομηχανία και έχει αποδειχθεί στην παραγωγή, την επεξεργασία καθώς και σε πολλές εφαρμογές HVDC και FACTS. 

Το προσωπικό λειτουργίας και οι μηχανικοί προγραμματισμού εργάζονται αποκλειστικά με μια προδιαγραφοθετημένη, παγκόσμια πλατφόρμα υλικού και λογισμικού, επιτρέποντάς τους να εκτελούν απαιτητικές εργασίες πιο γρήγορα. Ένα από τα βασικά σημεία στην ανάπτυξη αυτού του συστήματος αυτοματοποίησης ήταν να εξασφαλίσει την υψηλότερη δυνατή διαθεσιμότητα των FACTS – γι' αυτό όλα τα συστήματα ελέγχου και προστασίας, καθώς και οι συνδέσεις επικοινωνίας, είναι διπλανά (αν ζητηθεί από τον πελάτη).

Η νέα τεχνολογία μέτρησης και ελέγχου επιτρέπει επίσης τη χρήση ενός υψηλότερης απόδοσης καταγραφής σφαλμάτων με ποσοστό δείγματος 25 kHz. Η νέα τεχνολογία μέτρησης και ελέγχου μειώνει την περίοδο μεταξύ της καταγραφής σφαλμάτων και της εκτύπωσης της αναφοράς σφαλμάτων από αρκετά λεπτά (προηγουμένως) σε 10 δευτερόλεπτα (τώρα).

Μετατροπέας για FACTS

LTT – Light Triggered Thyristors

Οι thyristors ελέγχουν σταθερά συσταδικά σε συστήματα αντιστάθμισης ανενεργής ενέργειας. Το άμεσο σύστημα εκκίνησης φωτός της Siemens ενεργοποιεί thyristors με ένα 10-μικροδευτερόλεπτο φωτεινό παλμό 40 milliwatts. Αυτό το συστηματικό περιλαμβάνει προστασία από υπερτάση, καθιστώντας το αυτοπροστατευόμενο αν η προσωπική τάση υπερβαίνει τους ορίους.

Ο φωτεινός παλμός ταξιδεύει μέσω φωτεινών οδηγών από τον έλεγχο του βαλβίδας στην πύλη του thyristor. Τα συστηματικά συνήθως χρησιμοποιούν ηλεκτρικά εκκινημένους thyristors, απαιτώντας παλμούς αρκετών watts που παράγονται από κοντινό εξοπλισμό. Η άμεση εκκίνηση φωτός μειώνει τα ηλεκτρικά συσταδικά στην βαλβίδα thyristor κατά 80%, βελτιώνοντας την αξιοπιστία και την ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα. Επιπλέον, η νέα τεχνολογία thyristor εξασφαλίζει μακροπρόθεσμη διαθεσιμότητα ηλεκτρονικών συσταδικών για τουλάχιστον 30 χρόνια.

Οι βαλβίδες thyristor της Siemens συναρμολογούνται από 4-inch ή 5-inch thyristors, ανάλογα με την απαιτούμενη ικανότητα ροής/ρυθμισμένη ροή. Η τεχνο