Vad är Flexibla AC-överföringssystem?

Vad är Flexibla AC-överföringssystem?

FACTS-definition

Flexibla AC-överföringssystem (FACTS) definieras som system som använder strömförstärkning för att förbättra kontrollen och effektoverföringen i AC-överföringsnät.

• Egenskaper hos FACTS

• Snabb spänningsreglering

• Ökad effektoverföring över långa AC-ledningar

• Dämpning av aktiv effektoscillationer

• Belastningsflödeskontroll i nätverk med flera samband

Därigenom förbättras stabiliteten och prestandan av befintliga och framtida överföringssystem betydligt. Med Flexibla AC-överföringssystem (FACTS) kan energiföretag bättre utnyttja befintliga nät, öka tillgängligheten och pålitligheten i sina ledningar, samt förbättra dynamisk och transitoriell nätstabilitet, vilket säkerställer en bättre kvalitet på leverans.

Inverkan av reaktiv effektflöde på nätspänning

Reaktiv effektkompensation

Förbrukarbelastningar behöver reaktiv effekt som varierar kontinuerligt, vilket ökar överföringsförluster och påverkar spänningen i nätet. För att förhindra stora spänningsvariationer eller strömavbrott måste denna reaktiva effekt balanseras. Passiva komponenter som reaktorer eller kondensatorer kan tillföra induktiv eller kapacitiv reaktiv effekt. Snabb och exakt reaktiv effektkompensation, med thyristorswitchade och thyristorkontrollerade komponenter, kan förbättra överföringseffektiviteten och kontrollen, genom att ersätta långsammare mekaniska switchar.

Effekter av reaktiv effektflöde

Reaktiv effektflöde har följande effekter:

• Ökning av överföringssystems förluster

• Tillägg till kraftverksinstallationer

• Tillägg till driftskostnader

• Stor inverkan på systemets spänningsavvikelse

• Förvärring av belastningsprestanda vid under-spänning

• Risk för isoleringsbrott vid över-spänning

• Begränsning av effektoverföring

• Steady-state och dynamiska stabilitetsgränser

Parallell och serie

Figur visar de vanligaste shunt-kompensationsenheterna idag, deras inverkan på de viktigaste överföringsparametrarna och typiska tillämpningar.

Figur: Den aktiva effekten/överföringsvinkel ekvationen illustrerar vilka FACTS-komponenter selektivt påverkar vilka överföringsparametrar.

Skydd- och styrsystem

För att förbättra redundanshantering utvecklades specialmoduler för att komplettera SIMATIC TDC-automatiseringssystemet. Dessa moduler ger utlösningssignaler till thyristorventiler och tar upp mindre plats än tidigare teknik. 

SIMATIC TDC:s flexibla gränssnittsdesign gör det möjligt att enkelt ersätta befintliga system. Denna integration kan göras med minimal försening, vilket säkerställer att mätvärden från gamla system bearbetas av det nya styrsystemet. Rymd effektiviteten hos SIMATIC TDC gör också att parallell konfiguration med befintliga system är möjlig.

Mänskligt maskin gränssnitt.Gränssnittet mellan operatören och anläggningen .(HMI = Mänskligt maskin gränssnitt) är standardiserat.SIMATIC Win CC visualiseringssystem, vilket ytterligare förenklar operationen och underlättar anpassningen av grafiska användargränssnitt till operatörens krav.

Maskiner för styrning och skydd

Siemens erbjuder den senaste styr- och skyddstekniken för FACTS – det beprövade SIMATIC TDC (Technology and Drive Control) automatiseringssystemet. SIMATIC TDC används världen över i nästan varje industri och har bevisat sin effektivitet både i produktion och processingenjörskonst, liksom i många HVDC- och FACTS-tillämpningar. 

Driftspersonal och projektplaneringsingenjörer arbetar uteslutande med en standardiserad, universell hårdvaru- och programplattform, vilket möjliggör att utföra krävande uppgifter snabbare. Ett av de huvudsakliga övervägandena vid utvecklingen av detta automatiseringssystem var att säkerställa den högsta graden av tillgänglighet för FACTS – därför är alla styr- och skyddssystem, samt kommunikationslänkar, konfigurerade redundant (om kunden begär det).

Den nya instrument- och styrtekniken tillåter också användning av ett högpresterande felregistreringsprogram som samplar med 25 kHz. Den nya instrument- och styrtekniken minskar tiden mellan felregistrering och utskrift av felförhållanden från flera minuter (tidigare) till 10 sekunder (nu).

Omvandlare för FACTS

LTT – Light Triggered Thyristors

Thyristorer styr passiva komponenter i reaktiv effektkompenseringssystem. Siemens direkta ljusutlösningssystem aktiverar thyristorer med en 10-mikrosekunds ljuspuls på 40 milliwatt. Detta enhet inkluderar överspänningsskydd, vilket gör det själtskyddande om framåtspänningen överskrider gränserna.

 Ljuspulsen reser sig genom fiberoptik från ventilstyrningen till thyristorgatten. Konventionella system använder elektriskt utlösta thyristorer, vilket kräver pulser på flera watt genererade av närbelägna elektroniska enheter. Direkt ljusutlösning minskar elektroniska komponenter i thyristorventilen med 80%, vilket förbättrar tillförlitligheten och elektromagnetiska kompatibiliteten. Dessutom garanterar den nya thyristortechnologin långsiktig tillgänglighet av elektroniska komponenter i minst 30 år.

Thyristorventiler från Siemens monteras från 4-tums eller 5-tums thyristorer, beroende på den strömbärande kapaciteten/förväntade strömmen. Thyristortechnologi har varit under konstant utveckling sedan början av 1960-talet. För närvarande kan thyristorer säkert och kostnadseffektivt hantera blockeringspåtryckningar upp till 8 kilovolt och nominella strömmar upp till 4 200 amper.