柔軟交流送電システムとは何か

柔軟な交流送電システムとは何ですか？

FACTSの定義

柔軟な交流送電システム（FACTS）は、パワーエレクトロニクスを使用して、交流送電ネットワークでの制御と電力伝送を改善するシステムとして定義されています。

• FACTSの特徴

• 高速な電圧調整

• 長距離交流線路での電力伝送の増加

• 有効電力振動の抑制

• 網状システムでの負荷フロー制御

これにより、既存および将来の送電システムの安定性と性能が大幅に向上します。柔軟な交流送電システム（FACTS）を使用することで、電力会社は既存のネットワークをより効果的に活用し、ラインの可用性と信頼性を高め、動的および一時的なネットワークの安定性を改善し、供給品質を向上させることができます。

無効電力流動が電力システムの電圧に与える影響

無効電力補償

消費者の負荷には連続的に変化する無効電力が必要であり、これが送電損失を増加させ、ネットワークの電圧に影響を与えます。高電圧の揺らぎや停電を防ぐためには、この無効電力をバランスさせる必要があります。リアクターやコンデンサなどの受動部品は、誘導または容量性の無効電力を供給することができます。シックリスタスイッチングおよびシックリスタ制御部品を使用した高速かつ正確な無効電力補償は、送電効率と制御を改善し、より遅い機械式スイッチを置き換えることができます。

無効電力流動の影響

無効電力流動は以下の影響があります：

• 送電システム損失の増加

• 発電所設備への追加

• 運転コストの増加

• システム電圧偏差に対する大きな影響

• 低電圧時の負荷性能の劣化

• 過電圧時の絶縁破壊のリスク

• 電力伝送の制限

• 定常および動的安定性の制限

並列と直列

図は、今日最も一般的なシャント補償装置、最も重要な送電パラメータへの影響、および典型的な用途を示しています。

図：有効電力/伝送角度方程式は、どのFACTS部品がどの送電パラメータに選択的に影響を与えるかを示しています。

保護および制御システム

冗長性管理の改善のために、SIMATIC TDC自動化システムを補完する特別なモジュールが開発されました。これらのモジュールは、シックリスタバルブにトリガ信号を発生させ、以前の技術よりもスペースを節約します。

SIMATIC TDCの柔軟なインターフェース設計により、既存のシステムを容易に置き換えることができます。この統合は最小限の遅延で行うことができ、古いシステムからの測定値を新しい制御システムによって処理することができます。SIMATIC TDCのスペース効率により、既存のシステムと並行して構成することも可能です。

人間と機械のインターフェース。(HMI = Human Machine Interface)は標準化された。SIMATIC Win CC可視化システムは、操作をさらに簡素化し、グラフィカルユーザーインターフェースをオペレーターの要件に合わせて簡単に適応させることができます。

制御および保護のハードウェア

シーメンスは、最新の制御および保護技術をFACTS向けに提供しており、試験済みのSIMATIC TDC（Technology and Drive Control）自動化システムを使用しています。SIMATIC TDCは、世界中のほぼすべての業界で使用されており、生産およびプロセスエンジニアリング、多くのHVDCおよびFACTSアプリケーションで実証されています。

運用担当者およびプロジェクト計画技術者は、標準化された汎用のハードウェアおよびソフトウェアプラットフォームのみを使用して、より迅速に要求の高いタスクを実行できます。この自動化システムの開発における主要な考慮事項の一つは、FACTSの最高の可用性を確保することでした。そのため、すべての制御および保護システム、ならびに通信リンクは、顧客の要求に応じて冗長構成になっています。

新しい計測制御技術により、25 kHzのサンプリングレートで動作する高性能な故障記録装置を使用することも可能になりました。新しい計測制御技術により、故障記録から故障報告書の印刷までの時間は、以前の数分から現在の10秒に短縮されました。

FACTS用コンバータ

LTT – 光起動シックリスタ

シックリスタは、無効電力補償システム内の受動部品を制御します。シーメンスの直接光起動システムは、40ミリワットの10マイクロ秒の光パルスでシックリスタをアクティブ化します。このデバイスには過電圧保護が含まれており、順方向電圧が制限を超えた場合でも自己保護します。

光パルスは、バルブ制御からシックリスタゲートまで光ファイバーを通じて伝送されます。従来のシステムでは、近くの電子機器によって生成される数ワットのパルスを必要とする電気的に起動されるシックリスタを使用していました。直接光起動は、シックリスタバルブ内の電子部品を80%削減し、信頼性と電磁気的互換性を改善します。また、新しいシックリスタ技術は、電子部品の長期的な利用可能性を少なくとも30年間保証します。

シーメンスのシックリスタバルブは、必要な電流容量/定格電流に応じて、4インチまたは5インチのシックリスタから組み立てられます。シックリスタ技術は1960年代初頭以来、継続的に開発されてきました。現在、シックリスタは最大8キロボルトのブロック電圧と最大4,200アンペアの定格電流を安全かつ経済的に取り扱うことができます。