Ano ang Teknolohiya ng Pagkompensasyon ng Reactive Power, ang mga Strategya nito para sa Pag-optimize, at ang Kahalagahan Nito

1 Buod ng Teknolohiya ng Kompensasyon ng Reaktibong Pwersa
1.1 Tungkulin ng Teknolohiya ng Kompensasyon ng Reaktibong Pwersa

Ang teknolohiya ng kompensasyon ng reaktibong pwersa ay isa sa mga malawak na ginagamit na teknika sa mga sistema ng kuryente at grid. Ito ay pangunahing ginagamit upang mapabuti ang power factor, bawasan ang pagkawala sa linya, mapabuti ang kalidad ng kuryente, at mapataas ang kapasidad at estabilidad ng transmisyon ng grid. Ito ay nag-uugnay na nagbibigay ng mas matatag at maasahan na kapaligiran para sa operasyon ng mga kagamitan ng kuryente, habang dinadagdagan nito ang kakayahan ng grid na mag-transmit ng aktibong pwersa.

1.2 Limitasyon ng Teknolohiya ng Kompensasyon ng Reaktibong Pwersa

Bagama't malawak na ginagamit, ang teknolohiya ng kompensasyon ng reaktibong pwersa ay hindi angkop sa lahat ng sitwasyon ng aplikasyon. Halimbawa, sa mga sistema na may madalas na nagbabago na mga load, maaaring hindi makasabay ang bilis ng switching ng mga aparato ng kompensasyon sa mabilis na pagbabago ng load. Ito ay maaaring magresulta sa hindi sapat na tugon, na nagdudulot ng hindi matatag na pag-alsa at pagbaba ng voltaje sa grid.

Sa ilang kaso, maaaring bumuo ng harmonikong kuryente at harmonikong voltaje ang mga kagamitan ng kompensasyon ng reaktibong pwersa, na maaaring negatibong epekto sa buong sistema ng kuryente at sa mga konektadong kagamitan. Kaya, ang mga isyu ng harmoniko ay dapat lubusang isaalang-alang sa disenyo at pagpapatupad ng mga skema ng kompensasyon, at ang angkop na mga hakbang ng supresyon ay dapat itakda.

2 Strategya ng Optimisasyon para sa Kompensasyon ng Reaktibong Pwersa

Ang teknolohiya ng kompensasyon ng reaktibong pwersa batay sa power capacitor na inihanda sa papel na ito ay ipinatutupad sa loob ng isang buong sistema ng kompensasyon. Ang sistema ay pangunahing binubuo ng tatlong bahagi: ang S751e-JP main controller, ang S751e-VAR control board (kapasitor switching execution unit), at ang power capacitor bank. Sa mga ito, ang S751e-JP main controller at ang S751e-VAR control board ay gumagana sa relasyon ng master-slave.

Sa normal na operasyon, ang S751e-VAR control board ay tumatanggap ng mga utos mula sa S751e-JP main controller at kontrolado ang mga composite switch sa loob nito upang i-switch ang mga pre-grouped power capacitors. Ang S751e-JP main controller ay responsable sa pagkolekta at pag-analisa ng real-time operational data mula sa sistema ng kuryente. Gamit ang built-in software at algoritmo, ito ay nakakalkula ng kinakailangang halaga ng kompensasyon ng reaktibong pwersa, at inililipat ang impormasyong ito sa mga signal na compatible sa S751e-VAR control board. Pagkatanggap ng utos, ang control board ay isinasagawa ang mga operasyon ng switching ayon sa preset na logika, na nagbibigay ng tumpak na kompensasyon ng reaktibong pwersa para sa sistema ng kuryente.

2.1 Disenyo at Konfigurasyon ng Kagamitan ng Kompensasyon ng Reaktibong Pwersa
2.1.1 Kapasidad ng Kompensasyon ng Power Capacitors

Isang simpleng paraan ng pagkalkula ay karaniwang ginagamit upang tantiyahin ang kapasidad ng kompensasyon ng power capacitors. Ngunit, ang paraan na ito ay may mga limitasyon sa praktikal na aplikasyon. Kaya, ang papel na ito ay gumagamit ng mas detalyadong at tumpak na algoritmo upang tukuyin ang kinakailangang kompensasyon. Una, itinatag ang initial power factor (cosφ) ng sistema sa walang kondisyong kompensasyon.

$P$ at $Q$ ang mga halaga ng aktibong at reaktibong pwersa, respectibong, kapag ang grid ay nagsasagawa ng full load;
$\α$ ang taunang average active load factor ng sistema ng kuryente (o grid), karaniwang nasa 0.70 hanggang 0.75;
$\β$ ang taunang average reactive load factor ng sistema ng kuryente (o grid), karaniwang nasa 0.76.

Kapag ang sistema ng kuryente ay nasa normal na operasyon, ang historical electricity consumption data ay maaaring gamitin para sa pagkalkula. Sa kasong ito:

kung saan:
W_m ang buwanang average active energy consumption ng sistema ng kuryente;
W_rm ang buwanang average reactive energy consumption ng sistema ng kuryente.

Batay sa target power factor na nabanggit sa itaas, ang aktwal na kapasidad ng kompensasyon ng power capacitor ay maaaring matukoy gamit ang sumusunod na formula:

2.1.2 Mga Paraan ng Koneksiyon ng Power Capacitor Banks

Sa normal na operasyon ng sistema ng kuryente, ang power capacitor banks ay karaniwang gumagamit ng dalawang basic connection methods: delta (Δ) connection at Y (wye) connection. Bukod dito, depende sa lokasyon ng mga switching devices sa circuit, maaari silang ikategorya bilang internal o external switching configurations.

Ang delta connection ay nagbibigay ng mabilis at simultaneuos na three-phase kompensasyon, na epektibong nagbabawas ng tagal ng line imbalance at nagpapabuti ng efisiensiya ng kompensasyon. Ngunit, ito ay pangkalahatan lamang angkop para sa mga sistema na may mas balanse na three-phase loads at hindi maaaring magbigay ng tumpak na kompensasyon sa grid.

Ang Y connection ay nagbibigay ng independent at tumpak na kompensasyon para sa bawat phase ng capacitor bank. Ngunit, ito maaaring magresulta sa under-voltage o over-voltage sa isang phase at karaniwang may mas mataas na cost ng implementasyon.

Kaya, ang papel na ito ay nagpopropona ng isang hybrid approach na pinagsasama ang mga benepisyo ng parehong paraan ng koneksiyon, na inaadjust ang bilang at kapasidad ng mga grupo ng capacitor ayon sa aktwal na kondisyon ng load.

2.1.3 Grouping Configuration ng Power Capacitors

Ang grouping configuration ng power capacitors ay pangkalahatan ay kasama ang equal-capacity at unequal-capacity schemes.

Sa equal-capacity grouping, ang kabuuang capacitor bank ay hinahati sa mga grupo ng parehong kapasidad, at ang bilang ng mga grupo ay itinatag batay sa kabuuang kinakailangang kapasidad. Ang paraan na ito ay nagbibigay ng simple assembly at straightforward switching control logic. Ngunit, dahil sa mas kaunti na grupo at mas malaking individual na kapasidad, ito ay nagreresulta sa coarse compensation steps, na nagpapahirap sa tumpak na kompensasyon. Ang madalas na switching maaaring mapabilis ang pag-wear out ng kagamitan at mapataas ang cost ng maintenance.

Sa unequal-capacity grouping, ang kapasidad ng mga capacitor ay nahahati ayon sa isang predefined ratio (hal. 1∶2∶4∶8). Ang paraan na ito ay nagbibigay ng mas mataas na accuracy at flexibility, na nagbibigay ng fine-tuned reactive power regulation. Ngunit, ito ay may complex system design at control logic, na naglimita sa scalability. Bukod dito, ang mas maliliit na kapasidad ng mga capacitor maaaring makaranas ng sobrang switching operations, na nakakaapekto sa long-term reliability.

Pagkatapos ng comprehensive evaluation, ang papel na ito ay gumagamit ng equal-capacity grouping method. Ngunit, ang kapasidad ng common compensation group ay kaunting mas malaki kaysa sa split-phase compensation group. Ang konfigurasyong ito ay mas suportado sa cyclic switching operations, nagpapabuti ng both compensation accuracy at response speed, at nagbabawas ng complexity ng control. Ito rin ay nagshorten ng compensation cycle at nagpapabuti ng overall efficiency.

2.2 Optimisasyon ng Strategya ng Kompensasyon ng Reaktibong Pwersa

Isang maayos na disenyo ng strategya ng kompensasyon ng reaktibong pwersa ay nagse-secure ng epektibong kompensasyon sa iba't ibang kondisyon ng operasyon. Sa normal na operasyon ng sistema, ang real-time state ng sistema ng kompensasyon ay maaaring hatiin sa zones—tulad ng switching-in zone, stable zone, at switching-out zone—batay sa mga parameter tulad ng aktibong at reaktibong pwersa.

Ang pag-optimize ng strategya ng kompensasyon ay isang mahalagang aspeto ng disenyo ng sistema, na direktang nakaapekto sa performance ng kompensasyon. Ang traditional na single-parameter control strategies ay nakatuon lamang sa isang variable, na nagpapabigay ng hindi sapat na solusyon para sa mga complex o dynamic na kondisyon. Ito kadalasang nagresulta sa over-compensation o excessive switching, na nagpapataas ng cost ng operasyon at maintenance.

Kaya, ang papel na ito ay gumagamit ng multi-parameter composite control strategy. Isang parameter ay ginagamit bilang primary decision criterion, habang ang iba pa ay nagsisilbing auxiliary factors. Ang sistema ay nag-evaluate ng multiple parameters nang sabay, nagpapagawa ng comprehensive calculations upang tukuyin ang mga requirement ng switching, at isinasagawa ang mga switching actions, na nagpapabuti ng accuracy at stability ng control.

2.3 Operasyon at Maintenance ng Kagamitan ng Kompensasyon

Upang mapabuti ang stability at resistance sa interference ng kagamitan ng kompensasyon, dapat na ipatupad ang isang built-in software protection system. Ito ay nagse-secure na ang device ay maaaring mag-operate nang normal o safely disconnect sa iba't ibang abnormal conditions, na nagpapabuti ng operational reliability at safety.

Bukod dito, ang mga propesyonal na technicians ay dapat na regular na gawin ang installation commissioning at inspections upang matukoy ang potential na mga safety hazards sa loob ng kagamitan at gawin ang timely reinforcement.

Ang mga sistema ng kompensasyon ng reaktibong pwersa ay karaniwang may mga protective functions tulad ng overcurrent, overvoltage, at undervoltage protection. Upang siguraduhin na ang mga proteksiyon na ito ay tama ang tugon sa mga fault, kinakailangan ang regular na testing ng kanilang operational performance. Bukod dito, ang overcurrent at temperature protection ay dapat na ipatupad upang agad na matukoy ang mga abnormality at i-prevent ang paglaki ng fault.