Reaktif Güç Telafi Teknolojisi Nedir Onun Optimizasyon Stratejileri ve Önemi
1 Reaktif Güç Tazminat Teknolojisi Genel Bakış
1.1 Reaktif Güç Tazminat Teknolojisinin Rolü
Reaktif güç tazminat teknolojisi, güç sistemleri ve elektrik ağlarında yaygın olarak kullanılan tekniklerden biridir. Bu teknoloji, güç faktörünü iyileştirmek, hat kayıplarını azaltmak, güç kalitesini artırmak ve ağın iletim kapasitesini ve istikrarını artırmak için genellikle kullanılır. Bu, güç ekipmanlarının daha istikrarlı ve güvenilir bir ortamda çalışmasını sağlarken, aynı zamanda ağın aktif gücü iletmek için olan yeteneğini de artırır.
1.2 Reaktif Güç Tazminat Teknolojisinin Sınırlamaları
Geniş çapta uygulanmasına rağmen, reaktif güç tazminat teknolojisi tüm uygulama senaryolarına uygun değildir. Örneğin, sık değişen yükler içeren sistemlerde, tazminat cihazlarının anahtarlama hızı hızlı yük değişikliklerine ayak uyduramayabilir. Bu, yetersiz tepkiye neden olabilir ve bu da ağdaki gerilim fluktuasyonlarının kararsızlığını beraberinde getirebilir.
Bazı durumlarda, reaktif güç tazminat ekipmanları harmonik akım ve harmonik gerilim oluşturabilir, bu da genel güç sistemi ve bağlı ekipmanlara olumsuz etkileri olabilir. Bu nedenle, tazminat şemalarının tasarımı ve uygulanması sırasında harmonik sorunlar tamamen dikkate alınmalı ve uygun baskılayıcı önlemler alınmalıdır.
2 Reaktif Güç Tazminatı İçin Optimizasyon Stratejileri
Bu makalede önerilen güç kondansatörüne dayalı reaktif güç tazminat teknolojisi, tam bir tazminat sisteminin içinde uygulanmaktadır. Sistem, S751e-JP ana kontrolcüsü, S751e-VAR kontrol kartı (kondansatör anahtarlama yürütme birimi) ve güç kondansatörü bankası olmak üzere üç ana bileşenden oluşmaktadır. Bunlar arasında, S751e-JP ana kontrolcüsü ve S751e-VAR kontrol kartı, ana-yan ilişkisinde çalışırlar.
Normal işletim sırasında, S751e-VAR kontrol kartı, S751e-JP ana kontrolcüsünden talimat alır ve önceden gruplandırılmış güç kondansatörlerinin anahtarlanmasını kontrol eder. S751e-JP ana kontrolcüsü, güç sisteminin gerçek zamanlı işletme verilerini toplayıp analiz etmekten sorumludur. Dahili yazılım ve algoritmalar kullanarak, gerekli reaktif güç tazminat miktarını hesaplar, ardından bu bilgiyi S751e-VAR kontrol kartıyla uyumlu sinyallere dönüştürür. Talimatı aldıktan sonra, kontrol kartı, önceden belirlenmiş mantıkla anahtarlamayı gerçekleştirerek, güç sistemine hassas reaktif güç tazminatını sağlar.
2.1 Reaktif Güç Tazminat Ekipmanının Tasarımı ve Yapılandırılması
2.1.1 Güç Kondansatörlerinin Tazminat Kapasitesi
Güç kondansatörlerinin tazminat kapasitesini tahmin etmek için genellikle basitleştirilmiş bir hesaplama yöntemi kullanılır. Ancak, bu yöntem pratik uygulamalarda bazı sınırlamaları vardır. Bu nedenle, bu makale daha detaylı ve doğru bir algoritma kullanarak gerekli tazminatı belirlemektedir. İlk olarak, tazminat yapılmadan önceki sistemin başlangıç güç faktörü (cosφ) belirlenir.
ve , ağ tam yük altında çalışırken aktif ve reaktif güç değerleridir;
, güç sisteminin (veya ağın) yıllık ortalama aktif yük faktörüdür (genellikle 0.70 ile 0.75 arasındadır);
, güç sisteminin (veya ağın) yıllık ortalama reaktif yük faktörüdür, genellikle 0.76 olarak kabul edilir.
Eğer güç sistemi normal işlem halindeyse, geçmiş elektrik tüketim verileri kullanılabilir. Bu durumda:
burada:
Wm , güç sisteminin aylık ortalama aktif enerji tüketimidir;
Wrm güç sisteminin aylık ortalama reaktif enerji tüketimidir.
Yukarıda belirtilen hedef güç faktörüne dayanarak, güç kondansatörünün gerçek tazminat kapasitesi aşağıdaki formül kullanılarak belirlenebilir:
2.1.2 Güç Kondansatörü Bankalarının Bağlantı Yöntemleri
Güç sisteminin normal işletim sırasında, güç kondansatörü bankaları genellikle iki temel bağlantı yöntemini kullanır: delta (Δ) bağlantısı ve Y (star) bağlantısı. Ayrıca, devre içinde anahtarlama cihazlarının konumu ne olursa olsun, iç veya dış anahtarlama yapılandırmaları olarak da sınıflandırılabilirler.
Delta bağlantısı, hızlı, eşzamanlı üç faz tazminatını sağlar, bu da hat dengesizliğinin süresini azaltır ve tazminat verimliliğini artırır. Ancak, genellikle nispeten dengeli üç faz yüklerine sahip sistemler için uygun olup, hassas ağ tazminatını sağlayamaz.
Y bağlantısı, kondansatör bankasının her fazı için bağımsız ve hassas tazminat sağlar. Ancak, bir fazda düşük veya yüksek voltaj oluşabilir ve genellikle daha yüksek uygulama maliyetleri içerir.
Bu nedenle, bu makale, her iki bağlantı yönteminin avantajlarını birleştiren karmaşık bir yaklaşım önermektedir, gerçek yük koşullarına göre kondansatör gruplarının sayısını ve kapasitesini ayarlar.
2.1.3 Güç Kondansatörlerinin Gruplandırma Yapılandırması
Güç kondansatörlerinin gruplandırma yapılandırması genellikle eşit kapasiteli ve eşit olmayan kapasiteli şemaları içerir.
Eşit kapasiteli gruplamada, toplam kondansatör bankası, aynı kapasitedeki gruplara bölünür ve grupların sayısı, toplam gereken kapasiteye dayanarak belirlenir. Bu yöntem, basit montaj ve basit anahtarlama kontrol mantığı sunar. Ancak, daha az sayıda grup ve daha büyük bireysel kapasiteler, ince tazminat adımlarını zorlaştırır, hassas tazminatı zorlaştırır. Frekanslı anahtarlama ayrıca ekipman aşınmasını hızlandırabilir ve bakım maliyetlerini artırabilir.
Eşit olmayan kapasiteli gruplamada, kondansatör kapasiteleri önceden belirlenmiş bir orana (örneğin, 1∶2∶4∶8) göre dağıtılmıştır. Bu yaklaşım, daha yüksek tazminat doğruluğu ve esnekliği sağlar, ince ayarlı reaktif güç düzenleme imkanı tanır. Ancak, karmaşık sistem tasarımı ve kontrol mantığı gerektirir, ölçeklenebilirliğini sınırlar. Ayrıca, daha küçük kapasiteli kondansatörler, aşırı anahtarlama işlemlerinden etkilenebilir, uzun vadede güvenilirliği etkileyebilir.
Kapsamlı bir değerlendirme sonucunda, bu makale eşit kapasiteli gruplama yöntemini benimsemiştir. Ancak, ortak tazminat grubunun kapasitesi, faz ayrı tazminat grubundan biraz daha büyüktür. Bu yapılandırma, döngülü anahtarlama işlemlerini destekler, hem tazminat doğruluğunu hem de tepki hızını artırır ve kontrol karmaşıklığını azaltır. Ayrıca, tazminat döngüsünü kısaltır ve genel verimliliği artırır.
2.2 Reaktif Güç Tazminat Stratejisinin Optimizasyonu
İyi tasarlanmış bir reaktif güç tazminat stratejisi, çeşitli işletim koşullarında etkili tazminat sağlar. Normal sistem işletim sırasında, tazminat sisteminin gerçek zamanlı durumu, aktif ve reaktif güç gibi parametrelere dayanarak anahtarlama bölgesi, istikrar bölgesi ve anahtarlama dışı bölge gibi bölgelere ayrılabilir.
Tazminat stratejisini optimize etmek, sistem tasarımının kritik bir yönüdür, tazminat performansını doğrudan etkiler. Geleneksel tek parametreli kontrol stratejileri, sadece bir değişkene odaklanır, bu nedenle karmaşık veya dinamik koşulları ele almak için yeterli olmayabilir. Bu durum genellikle aşırı tazminat veya aşırı anahtarlama, operasyonel ve bakım maliyetlerini artırabilir.
Bu nedenle, bu makale çok parametreli bileşik kontrol stratejisini kullanmaktadır. Bir parametre, temel karar kriteri olarak kullanılırken, diğer birkaç parametre yardımcı faktör olarak hizmet eder. Sistem, birden fazla parametreyi aynı anda değerlendirir, anahtarlama gereksinimlerini belirlemek için kapsamlı hesaplamalar yapar ve buna göre anahtarlama işlemlerini gerçekleştirir, kontrol doğruluğunu ve istikrarını artırır.
2.3 Tazminat Ekipmanının İşletimi ve Bakımı
Tazminat ekipmanının istikrarını ve interferans direncini artırmak için, dahili bir yazılım koruma sistemi uygulanmalıdır. Bu, ekipmanın çeşitli anormal koşullar altında normal çalışabilmesini veya güvenli bir şekilde devre dışı bırakılabilmesini sağlar, böylece operasyonel güvenilirlik ve güvenliği artırır.
Ayrıca, profesyonel teknisyenler düzenli olarak kurulum ve komisyonlamayı ve denetlemeyi gerçekleştirmelidir, ekipmandaki potansiyel güvenlik tehlikelerini belirlemeli ve zamanında güçlendirmelidir.
Reaktif güç tazminat sistemleri genellikle aşırı akım, aşırı gerilim ve düşük gerilim koruması gibi koruma fonksiyonlarına sahiptir. Bu korumaların arızalara doğru tepki vermesini sağlamak için, operasyonel performanslarının düzenli test edilmesi gerekir. Ayrıca, aşırı akım ve sıcaklık koruması, anormallikleri hızlı bir şekilde tespit etmek ve arızanın yayılmasını önlemek için uygulanmalıdır.
