Hva er Flexible AC Transmission Systems?

Hva er Flexible AC Transmission Systems?

FACTS-definisjon

Flexible AC Transmission Systems (FACTS) er definert som systemer som bruker strømkraftteknologi for å forbedre kontroll og strømoverføring i AC-transmissionsnett.

• Egenskaper ved FACTS

• Rask spenningstilpasning

• Økt strømoverføring over lange AC-linjer

• Demping av aktiv effektoskillasjoner

• Laststrømkontroll i nettverk med mange koblinger

Dermed forbedres stabiliteten og ytelsen til eksisterende og fremtidige transmissionsystemer betydelig. Med Flexible AC Transmission Systems (FACTS) kan kraftselskap bedre utnytte eksisterende nettverk, øke tilgjengeligheten og påliteligheten til deres linjer, og forbedre dynamisk og overgangsmessig nettstabilitet, og sikre en bedre strømkvalitet.

Påvirkning av reaktiv effektstrøm på kraftsystemets spenning

Reaktiv effektkompensasjon

Forbrukslast trenger reaktiv effekt som varierer kontinuerlig, noe som øker transmisjonskostnader og påvirker spenningen i nettet. For å unngå store spenningsfluktuasjoner eller strømtap, må denne reaktive effekten balanseres. Passive komponenter som reaktorer eller kondensatorer kan levere induktiv eller kapasitiv reaktiv effekt. Rask og nøyaktig reaktiv effektkompensasjon, ved hjelp av thyristor-styrte og thyristor-kontrollerte komponenter, kan forbedre transmisjons-effektivitet og -kontroll, ved å erstatte langsomme mekaniske skruer.

Effekter av reaktiv effektstrøm

Reaktiv effektstrøm har følgende effekter:

• Økning av tap i transmissionsystemer

• Tilleggsutstyr i kraftverk

• Økte driftskostnader

• Stor innflytelse på systemspenningsavvik

• Nedbryting av lastytelse ved lav spenning

• Risiko for isolasjonsoverheting ved høy spenning

• Begrensning av effekttransfer

• Steady-state and dynamic stability limits

Parallell og serie

Figur viser de mest vanlige shunt-kompensasjonsenhetene i dag, deres innflytelse på de viktigste transmisjonsparametrene, og typiske anvendelser.

Figur: Aktiv effekt/transmissjonsvinkel-ligningen illustrerer hvilke FACTS-komponenter selektivt påvirker hvilke transmisjonsparametre.

Beskyttelses- og styresystemer

For å forbedre redundanshåndtering, ble spesielle moduler utviklet for å supplementere SIMATIC TDC-automatiseringssystemet. Disse modulene gir utløsendesignaler til thyristorventiler og tar mindre plass enn tidligere teknologi. 

SIMATIC TDCs fleksible grensesnittsdesign tillater det å lett erstatte eksisterende systemer. Denne integrasjonen kan gjøres med minimal forsinkelse, og sikrer at måleverdier fra gamle systemer behandles av det nye styringsystemet. Plassbesparelsen til SIMATIC TDC tillater også parallelle konfigurasjoner med eksisterende systemer.

Menneske-maskin-grensesnitt (HMI).Grensesnittet mellom operatøren og anlegget.(HMI = Menneske-maskin-grensesnitt) er standardisert.SIMATIC Win CC visualiseringsystemet forenkler videre drift og gjør det enklere å tilpasse grafiske brukergrensesnitt til operatørens behov.

Hardvarer for kontroll og beskyttelse

Siemens tilbyr det nyeste i kontroll og beskyttelse for FACTS – det prøvde og sanne SIMATIC TDC (Technology and Drive Control) automatiseringssystemet. SIMATIC TDC brukes verden over i nesten alle næringster og har vært bevist både i produksjon og prosessstyring, samt i mange HVDC- og FACTS-applikasjoner. 

Operativpersonell og prosjektplanleggere arbeider eksklusivt med et standardisert, universelt hard- og programvareplattform, som lar dem utføre kravfulle oppgaver raskere. En av de viktigste betraktningsgrunnene under utviklingen av dette automatiseringssystemet var å sikre den høyeste grad av tilgjengelighet for FACTS – derfor er alle kontroll- og beskyttelsessystemer, samt kommunikasjonsforbindelsene, konfigurert redundant (hvis forespurt av kunden).

Den nye instrumentering- og kontrollteknologien tillater også bruk av et høyytelses feilregistreringsprogram som opererer med en prøvetakningsfrekvens på 25 kHz. Ny instrumentering- og kontrollteknologi reduserer perioden mellom feilregistrering og utskrift av feilrapport fra flere minutter (tidligere) til 10 sekunder (nå).

Konverter for FACTS

LTT – Light Triggered Thyristors

Thyristorer kontrollerer passive komponenter i reaktiv effektkompensasjonssystemer. Siemens' direkte lysutløsningsystem aktiverer thyristorer med en 10-mikrosekund lysimpuls på 40 milliwatt. Dette enheten inkluderer overvoltagebeskyttelse, gjør den selvbeskyttende hvis forovervoltage overstiger grenser.

 Lysimpulsen reiser gjennom fiberoptikk fra ventilkontrollen til thyristorgate. Konvensjonelle systemer bruker elektrisk utløste thyristorer, som krever impulser på flere watt generert av nærbeliggende elektronikk. Direkte lysutløsning reduserer elektroniske komponenter i thyristorventilen med 80%, forbedrer pålitelighet og elektromagnetisk kompatibilitet. I tillegg sikrer den nye thyristorteknologien langtidsgjengangerhet av elektroniske komponenter i minst 30 år.

Thyristorventiler fra Siemens er sammensatt av 4-tommers eller 5-tommers thyristorer, avhengig av strømføringsevnen/kapasiteten som kreves. Thyristorte knologi har vært under konstant utvikling siden begynnelsen av 1960-årene. Nå kan thyristorer trygt og økonomisk håndtere blokkeringspenger opp til 8 kilovolt og kapasiteter opp til 4 200 amperer.