Ano ang Teknolohiya ng Kompanyon sa Reactive Power, Ang mga Strategya nito para sa Pag-optimize, at Kahalagahan?

1 Pananaw ng Teknolohiya ng Pagkompensasyon ng Reaktibong Pwersa
1.1 Tungkulin ng Teknolohiya ng Pagkompensasyon ng Reaktibong Pwersa

Ang teknolohiya ng pagkompensasyon ng reaktibong pwersa ay isa sa mga malawakang ginagamit na teknik sa mga sistema ng kuryente at grid. Ito ay pangunahing ginagamit upang mapabuti ang power factor, bawasan ang pagkawala sa linya, i-boost ang kalidad ng kuryente, at taas ang kakayahan ng transmisyon at estabilidad ng grid. Ito ay nagbibigay-daan para mas maayos at tiwala ang operasyon ng mga kagamitan sa kuryente, habang tinataas din nito ang kakayahan ng grid na mag-transmit ng aktibong pwersa.

1.2 Limitasyon ng Teknolohiya ng Pagkompensasyon ng Reaktibong Pwersa

Bagama't malawakang ginagamit, hindi lahat ng sitwasyon ang angkop para sa teknolohiya ng pagkompensasyon ng reaktibong pwersa. Halimbawa, sa mga sistema na may madalas na nagbabago na load, maaaring hindi makasunod 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 paglaboy ng voltage sa grid.

Sa ilang kaso, maaaring gumawa ng harmoniko na kuryente at harmoniko na voltage ang mga kagamitan ng pagkompensasyon ng reaktibong pwersa, na maaaring negatibong epekto sa buong sistema ng kuryente at sa mga konektadong kagamitan. Kaya naman, ang mga isyung harmoniko ay dapat mabigyan ng sapat na pagpapahalaga sa panahon ng disenyo at pagpapatupad ng mga skema ng kompensasyon, at ang angkop na mga hakbang ng pagpigil ay dapat itakda.

2 Strategya ng Pagsasaayos para sa Pagkompensasyon ng Reaktibong Pwersa

Ang teknolohiya ng pagkompensasyon ng reaktibong pwersa batay sa power capacitors na inihanda sa dokumentong ito ay inilapat 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 utos mula sa S751e-JP main controller at kontrolin ang mga composite switch sa loob nito upang iswitch 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 kalkula ang kinakailangang halaga ng pagkompensasyon ng reaktibong pwersa, at pagkatapos ay ikonberto ang impormasyon na ito sa mga signal na compatible sa S751e-VAR control board. Kapag natanggap ang utos, ang control board ay isinasagawa ang mga operasyon ng switching batay sa preset na logika, na nagbibigay-daan para sa tumpak na pagkompensasyon ng reaktibong pwersa para sa sistema ng kuryente.

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

Isang simpleng paraan ng kalkulasyon ay karaniwang ginagamit upang tantiyahin ang kapasidad ng kompensasyon ng power capacitors. Ngunit, ang paraan na ito ay may ilang limitasyon sa praktikal na aplikasyon. Kaya naman, ang dokumentong ito ay gumagamit ng mas detalyado at tumpak na algoritmo upang tukuyin ang kinakailangang kompensasyon. Una, itinatag ang initial power factor (cosφ) ng sistema sa hindi pa nakompensasyon na kondisyon.

$P$ at $Q$ ang mga halaga ng aktibong at reaktibong pwersa, kasunod, kapag ang grid ay naka-operate sa full load;
$\α$ ang taunang average aktibong load factor ng sistema ng kuryente (o grid), na karaniwang nasa 0.70 hanggang 0.75;
$\β$ ang taunang average reaktibong load factor ng sistema ng kuryente (o grid), na karaniwang inilalapat na 0.76.

Kapag ang sistema ng kuryente ay naka-operate na sa normal, ang historical electricity consumption data ay maaaring gamitin para sa kalkulasyon. Sa kasong ito:

kung saan:
W_m ang monthly average aktibong energy consumption ng sistema ng kuryente;
W_rm ang monthly average reaktibong 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 Paraan ng Pagsambit ng Power Capacitor Banks

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

Ang delta connection ay nagbibigay-daan para sa mabilis at parehong three-phase kompensasyon, na nagreresulta sa mabilis na pagbawas ng pagkakahiwalay ng linya at pagpapabuti ng efisiensiya ng kompensasyon. Ngunit, ito ay pangkalahatan ay angkop lamang para sa mga sistema na may balanse na three-phase loads at hindi maaaring makamit ang tumpak na kompensasyon ng grid.

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

Kaya naman, ang dokumentong ito ay nagpopropona ng isang hybrid na paraan na naglalayong pagsamahin ang mga benepisyo ng parehong paraan ng pagsambit, na nag-aadjust ng bilang at kapasidad ng mga grupo ng capacitor batay 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 naka-base sa kabuuang kinakailangang kapasidad. Ang paraan na ito ay nagbibigay ng simple na assembly at straightforward na switching control logic. Ngunit, dahil sa mas kaunti na grupo at mas malaking individual na kapasidad, ito ay nagreresulta sa coarse na compensation steps, na nagpapahirap sa tumpak na kompensasyon. Ang madalas na switching ay maaari ring mapabilis ang pagkasira ng kagamitan at mapataas ang gastos sa maintenance.

Sa unequal-capacity grouping, ang mga kapasidad ng capacitor ay ipinamamahagi batay sa isang predefined ratio (halimbawa, 1∶2∶4∶8). Ang paraan na ito ay nagbibigay ng mas mataas na accuracy at flexibility, na nagbibigay-daan para sa fine-tuned reactive power regulation. Ngunit, ito ay may complex na system design at control logic, na nagpapahina sa scalability. Bukod dito, ang mas maliliit na kapasidad ng capacitors ay maaaring maranasan ang excessive switching operations, na nag-aapekto sa long-term reliability.

Matapos ang comprehensive na evaluation, ang dokumentong ito ay nagsasang-ayon sa equal-capacity grouping method. Ngunit, ang kapasidad ng common compensation group ay medyo mas malaki kaysa sa split-phase compensation group. Ang konfigurasyon na ito ay mas suportado ang cyclic switching operations, nagpapabuti ng both compensation accuracy at response speed, at nagpapababa ng control complexity. Ito rin ay nagpapashorten ng compensation cycle at nagpapataas ng overall efficiency.

2.2 Pagsasaayos ng Strategya ng Pagkompensasyon ng Reaktibong Pwersa

Isang maayus na disenyo ng strategya ng pagkompensasyon ng reaktibong pwersa ay nagbibigay-daan para sa 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 mga zona—tulad ng switching-in zone, stable zone, at switching-out zone—batay sa mga parameter tulad ng aktibong at reaktibong pwersa.

Ang pagsasaayos ng estrategya ng kompensasyon ay isang mahalagang aspeto ng disenyo ng sistema, na direktang nakakaapekto sa performance ng kompensasyon. Ang mga tradisyonal na single-parameter control strategies ay nakatuon lamang sa isang variable, na nagpapahina sa kanilang kakayahang hanapin ang mga kompleks o dynamic na kondisyon. Ito kadalasang nagresulta sa over-compensation o excessive switching, na nagpapataas ng operational at maintenance costs.

Kaya naman, ang dokumentong ito ay gumagamit ng multi-parameter composite control strategy. Isang parameter ang ginagamit bilang pangunahing decision criterion, habang ang iba pa ang ginagamit bilang auxiliary factors. Ang sistema ay pinaghahandog ng multiple parameters nang sabay, nagco-compute 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 mapataas ang estabilidad at resistance sa interference ng kagamitan ng kompensasyon, dapat na ipatupad ang isang built-in software protection system. Ito ay nagbibigay-daan para 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, dapat na regular na gawin ng mga propesyonal na technicians ang installation commissioning at inspections upang matukoy ang potensyal na mga banta sa seguridad ng kagamitan at magsagawa ng timely reinforcement.

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