Mis on reaktiivse võimu kompenseerimistechnoloogia selle optimeerimisstrateegiad ja tähtsus

1 Reaktivse energia kompensatsioonitehnoloogia ülevaade
1.1 Reaktivse energia kompensatsioonitehnoloogia roll

Reaktivse energia kompensatsioonitehnoloogia on üks laialdaselt kasutatavaid tehnikaid elektrivõrkudes ja energiasüsteemides. Selle peamised eesmärgid on parandada võimsustegurit, vähendada joonkahjustusi, parandada energiakvaliteeti ja suurendada võrgu edastusvõimet ja stabiilsust. See tagab, et elektriseadmed töötaksid stabiilimas ja usaldusväärsemas keskkonnas, samal ajal tõstes võrgu aktiivse energia edastamise võimet.

1.2 Reaktivse energia kompensatsioonitehnoloogia piirangud

Kuigi laialdaselt rakendatav, ei sobi reaktivse energia kompensatsioonitehnoloogia kõigile kasutusskeemidele. Näiteks süsteemides, kus laod muutuvad sagedasti, võib kompensatsiooniseadmete lülitamiskiirus olla all poolikult kiiresti muutuvate laadidega. See võib põhjustada ebapiisava reageerimise, mis omakorda viib võrgu pingevoolude ebastabiilsuseeni.

Mõnes olukorras võivad reaktivse energia kompensatsiooniseadmed luua harmonilisi strööme ja pingevoolusid, mis võivad negatiivselt mõjutada kogu energiasüsteemi ja sellega seotud seadmeid. Seetõttu tuleb harmoonia küsimused täielikult arvesse võtta kompensatsiooniskeemide disaini ja elluviimise käigus ning kasutada vastavaid takistusmeetodeid.

2 Reaktivse energia kompensatsiooni optimeerimise strateegiad

Selles artiklis esitatud reaktivse energia kompensatsioonitehnoloogia, mis põhineb võimsuskondensaatoritel, on rakendatud täielikus kompensatsioonisüsteemis. Süsteem koosneb peamiselt kolmest komponendist: S751e-JP peamisest juhdist, S751e-VAR juhtplaatist (kondensaatorite lülitamise täitmise üksus) ja võimsuskondensaatoripankist. Neist S751e-JP peamine juhdist ja S751e-VAR juhtplaat töötavad meister-klienti suhtes.

Tavalises töös saab S751e-VAR juhtplaat käsklusi S751e-JP peamisest juhdist ja kontrollib vastavalt sellele sisemisi komplekssete lülitajaid, et lülitada eelnevalt grupeeritud võimsuskondensaatorid. S751e-JP peamine juhdist vastutab energiasüsteemi tegeliku tööandmete kogumise ja analüüsi eest. Kasutades sisseehitatud tarkvara ja algoritme, arvutatakse vajalik reaktivse energia kompensatsioon, mida seejärel teisendatakse signaaliks, mis on S751e-VAR juhtplaadiga ühilduv. Käsklust saades, teostab juhtplaat lülitamistoiminguid eelmääratud loogika järgi, lubades täpset reaktivse energia kompensatsiooni energiasüsteemile.

2.1 Reaktivse energia kompensatsiooniseadmete disain ja konfigureerimine
2.1.1 Võimsuskondensaatorite kompensatsioonivõime

Võimsuskondensaatorite kompensatsioonivõime hinnatakse tavaliselt lihtsa arvutusmeetodi abil. Kuid see meetod on praktilistes rakendustes teatud piirangutega. Seetõttu kasutab see artikkel täpsemat ja täpsemat algoritmi, et määrata vajalik kompensatsioon. Esiteks määratakse süsteemi algne võimsustegur (cosφ) kompensatsioonita tingimustes.

$P$ ja $Q$ on vastavalt aktiiv- ja reaktiivse energia väärtused, kui võrk töötab täismahu all;
$\α$ on energiasüsteemi (või võrgu) aastaarviline aktiivne laadi tegur, mis tavaliselt jääb vahemikku 0,70–0,75;
$\β$ on energiasüsteemi (või võrgu) aastaarviline reaktiivne laadi tegur, mis tavaliselt võetakse 0,76.

Kui energiasüsteem on juba normaalses töös, võib arvutuste jaoks kasutada ajaloolisi elektri tarbimisandmeid. Sellisel juhul:

kus:
W_m on energiasüsteemi kuuekeskmine aktiivenergia tarbimine;
W_rm on energiasüsteemi kuuekeskmine reaktiivenergia tarbimine.

Eelnimetatud eesmärgil võimsusteguri põhjal saab määrata võimsuskondensaatori tegeliku kompensatsioonivõime järgmise valemi abil:

2.1.2 Võimsuskondensaatoripankade ühendamismeetodid

Energiasüsteemi tavalises töös kasutatakse võimsuskondensaatoripankadel tavaliselt kahte põhikut ühendamismeetodit: delta (Δ) ühendus ja Y (Y) ühendus. Lisaks sõltub lülitajate asukohast ringikonnas, kas need klassifitseeritakse sisemiste või välimiste lülitamiskonfiguratsioonideks.

Delta ühendus võimaldab kiiret, korralikku kolmefase kompensatsiooni, mis vähendab efektiivselt joonide ebavõrdsuse kestust ja parandab kompensatsioonieffektiivsust. Kuid see on tavaliselt sobilik ainult nende süsteemide jaoks, kus kolmefased laadid on suhteliselt tasakaalustatud, ja seda ei saa kasutada täpseks võrgukompensatsiooniks.

Y ühendus võimaldab kõikide fasete võimsuskondensaatoripanka sõltumatut ja täpset kompensatsiooni. Kuid see võib põhjustada ühe fasiga alali või üleliikumise ja tavaliselt nõuab suuremaid implementeerimiskulusid.

Seetõttu pakub see artikkel kombinatsioonilist lähenemist, mis ühendab mõlemate ühendamismeetodite eeliseid, korrigeerides kondensaatorigruppide arvu ja võimsust tegelike laaditingimuste järgi.

2.1.3 Võimsuskondensaatorite gruppimiskonfiguratsioon

Võimsuskondensaatorite gruppimiskonfiguratsioon hõlmab tavaliselt võrdse võimsuse ja erineva võimsuse skeeme.

Võrdse võimsuse gruppimisel jagatakse kogu kondensaatoripank gruppideks sama võimsusega, mille arv määratakse kokku vajaliku võimsuse järgi. See meetod pakub lihtsat montaaži ja lihtsat lülitamiskontrollilogikat. Kuid vähesemate gruppide ja suuremate individuaalsete võimsustega tuleb rohkem kompensatsioonisammujuppa, mis muudab täpse kompensatsiooni raskeks. Sagedane lülitamine võib kiirendada seadmete kulumist ja suurendada hoolduskulusid.

Erineva võimsuse gruppimisel on kondensaatorite võimsused jaotatud eelmääratud suhte järgi (nt 1∶2∶4∶8). See meetod pakub kõrgemat kompensatsioonitäpsust ja paindlikkust, lubades täpset reaktivse energia reguleerimist. Kuid see nõuab keerulist süsteemidisaini ja kontrollilogikat, piirates selle skaalalavaldamist. Lisaks võivad väiksemad võimsusega kondensaatorid kannatada ebasoovitava sagedase lülitamise tõttu, millel on pikemas perspektiivis mõju usaldusväärsusele.

Põhjaliku hindamise järel kasutab see artikkel võrdse võimsuse gruppimismeetodit. Kuid ühise kompensatsioonigrupi võimsus on veidi suurem kui faseskoondunud kompensatsioonigrupi. See konfiguratsioon toetab paremini tsüklikku lülitamist, parandab nii kompensatsioonitäpsust kui ka vastendusaega, vähendab kontrollilogika keerukust, lühendab kompensatsioonitsüklit ja parandab üldist efektiivsust.

2.2 Reaktivse energia kompensatsioonistrateegia optimeerimine

Helist disainitud reaktivse energia kompensatsioonistrateegia tagab efektiivse kompensatsiooni erinevatel töötingimustel. Tavalises süsteemi töös saab kompensatsioonisüsteemi tegelikku seisundit jagada piirkondadesse, näiteks lülitamispiirkonda, stabiilse piirkonna ja väljalülitamispiirkonda, aktiiv- ja reaktiivse energia parameetrite alusel.

Kompensatsioonistrateegia optimeerimine on kriitiline osa süsteemidisainis, millel on otsene mõju kompensatsioonitulemusi. Traditsioonilised üheparameetrilised kontrollistrateegiad keskenduvad ainult ühele muutujale, mis teeb neid ebapiisavaks keerukate või dünaamiliste tingimuste käsitlemiseks. See tihti viib ülekompensatsioonini või ebasoovitava sagedase lülitamiseni, suurendades operatsioonikulusid ja hoolduskulusid.

Seetõttu kasutab see artikkel mitme parameetri kombinatsioonilist kontrollistrateegiat. Üks parameeter kasutatakse peamise otsuse alusena, samas kui mitmed teised toimivad abivara faktorina. Süsteem hinnab mitmeid parameetreid korraga, sooritab täielikke arvutusi, et määrata lülitamise nõuded, ja teostab vastavalt lülitamistoiminguid, parandades kontrollitäpsust ja stabiilsust.

2.3 Kompensatsiooniseadmete töö ja hooldus

Kompensatsiooniseadmete stabiilsuse ja segaduse vastupidavuse tõstmiseks tuleks rakendada sisseehitatud tarkvarakaitse. See tagab, et seade saaks töötada normaalselt või turvaliselt lahkneda erinevates ebatavalistes tingimustes, parandades seeläbi tööreliabilitset ja ohutust.

Lisaks peaksid spetsialistid regulaarselt läbi viima paigalduskomplekteerimise ja inspeksioonid, et tuvastada potentsiaalsed ohuallikad seadmes ja anda ajakohast toetust.

Reaktivse energia kompensatsioonisüsteemid on tavaliselt varustatud kaitsefunktsioonidega, nagu üleliikumiskaitse, ülepingekaitse ja alapingekaitse. Et tagada, et need kaitsemeetodid reageeriksid õigesti vigadele, on vaja regulaarselt testida nende tööd. Lisaks tuleks rakendada üleliikumiskaitset ja temperatuurikaitset, et võimaldada võimaliku abnormalsete tingimuste kiiret tuvastamist ja viga edasi levikut vältida.