Што се класификациите и типовите на FACTS контролери и уреди
Според типот на поврзување на FACTS контролерот со системот за енергија, тој се класифицира како;
Серијски поврзан контролер
Шунт поврзан контролер
Комбиниран серијски-серијски контролер
Комбиниран шунт-серијски контролер
Серијски поврзани контролери
Серијските контролери воведуваат напон во серија со линискиот напон, обично користејќи капацитивни или индуктивни импедансни уреди. Нивната основна функција е да доставуваат или апсорбираат променлива реактивна моќ според потребата.
Кога трансмисионата линија е тешко натоварена, зголемената потреба за реактивна моќ се исполнува активирајќи капацитивни елементи во серијскиот контролер. Спротивно, при слабо натоварување - кога намалената потреба за реактивна моќ доведува до зголемување на напонот на приемачката страна над напонот на издавачката страна - се користат индуктивни елементи за апсорбирање на излишокот од реактивната моќ, стабилизирајќи системот.
Во најчестите применби, кондензаторите се инсталираат близу до краевите на линиите за компензација на потребата за реактивна моќ. Здрави уреди за оваа цел вклучуваат Thyristor Controlled Series Capacitors (TCSC) и Static Synchronous Series Compensators (SSSC). Основната конфигурација на серијски поврзан контролер е прикажана на следната слика.
Шунт поврзани контролери
Шунт поврзаните контролери вметнуваат стрuja во електричкиот систем на нивната точка на поврзување, користејќи променливи импеданси како кондензатори и индуктори - принципно слични на серијските контролери, но различни по начин на поврзување.
Шунт капацитивна компензација
Кога кондензатор е поврзан паралелно со електричкиот систем, пристапот се нарекува шунт капацитивна компензација. Трансмисионите линии со многу индуктивни оптеретувања обично работат при отпатување на факторот на моќ. Шунт кондензаторите го решаваат овој проблем со цртање на стрuja која води напонот на изворот, компензирајќи го отпатувањето и подобрувајќи го общата моќ.
Шунт индуктивна компензација
Кога индуктор е поврзан паралелно, методот се нарекува шунт индуктивна компензација. Овој метод ретко се користи во трансмисионите мрежи, но станува критичен за многу долги линии: под услови без оптеретување, слабо оптеретување или прекинуто оптеретување, Ферантиевиот ефект доведува до премногу напон на приемачката страна над напонот на издавачката страна. Шунт индуктивни компензатори (нпр. реактори) апсорбираат излишокот од реактивната моќ за намалување на овој повикување на напонот.
Примери за системи со шунт поврзани контролери вклучуваат Static VAR Compensators (SVC) и Static Synchronous Compensators (STATCOM).
Комбинирани серијски-серијски контролери
Во системи со многу линии, комбинирани серијски-серијски контролери користат сет од независни серијски контролери кои работат во координација. Оваа конфигурација овозможува индивидуална серијска реактивна компензација за секоја линија, осигурувајќи прилагодена поддршка за секоја кола.
Повеќе од тоа, овие системи можат да овозможат трансфер на реална моќ помеѓу линиите преку специјализирана моќна врска. Или, може да се прифати унифициран дизајн на контролер каде што DC терминалите на конвертерите се поврзани - овој дизајн директно овозможува трансфер на реална моќ до трансмисионите линии. Пример за таков систем е Interlink Power Flow Controller (IPFC).
Комбинирани шунт-серијски контролери
Овој тип контролер интегрира две функционални компоненти: шунт контролер кој вметнува напон паралелно со системот, и серијски контролер кој вметнува стрuja во серија со линијата. Клучно е дека овие две компоненти работат во координиран начин за оптимизација на целосната перформанса. Пример за таков систем е Unified Power Flow Controller (UPFC).
Типови на FACTS уреди
Различни FACTS уреди се развијаат за да задоволат разнолики применбени потреби. Подолу е преглед на најчесто користените FACTS контролери, категоризирани според нивниот функционален тип:
Серијски компензатори:
Шунт компензатори:
Серијски-серијски компензатори:
Серијски-шунт компензатори:
Да ги испитаме секој компензатор кратко:
Thyristor Controlled Series Capacitor (TCSC)
TCSC воведува капацитивна реактивност во серија со системот за енергија. Неговата основна структура вклучува банка на кондензатори (состојана од повеќе кондензатори во серијско-паралелна конфигурација) поврзана паралелно со реактор контролиран со тиристор. Овој дизајн овозможува гладко, варијабилно регулирање на серијската капацитивност.
Тиристорите регулираат импедансата на системот со контрола на аголот на палење, што наредно ја прави импедансата на целосниот колувит. Упростила блок-дијаграма на TCSC е прикажана на следната слика.
Thyristor Controlled Series Reactor (TCSR)
TCSR е серијски компензатор кој пружа гладко регулирање на индуктивна реактивност. Неговиот дизајн е аналоген на TCSC, со ключна разлика дека кондензаторот е заменет со реактор.
Реакторот престава да проводи кога аголот на палење на тиристорот достигне 180°, и почнува да проводи кога аголот на палење е помал од 180°. Основна дијаграма на Thyristor Controlled Series Reactor (TCSR) е прикажана на следната слика.
Thyristor Switched Series Capacitor (TSSC)
TSSC е техника за серијска компензација слична по принцип на TCSR, но со клучна оперативна разлика: додека TCSR постигува контрола на моќта со регулирање на аголот на палење на тиристорот (омогувајќи постепено регулирање), TSSC тиристорите работат во прост режим „вклучено/исклучено“ без регулирање на аголот на палење. Ова значи дека кондензаторот е или потполно поврзан со, или потполно одделен од линијата.
Овој упростен модус на работа намалува комплексноста и цената на тиристорите и целосниот контролер. Основната дијаграма на TSSC е идентична на дијаграмата на TCSC.
Static Synchronous Series Compensator (SSSC)
SSSC е серијски компензаторски уред користен во системи за трансмисија за регулирање на протокот на моќ со контрола на еквивалентната импеданса на линијата. Неговата излезна напонска величина е потполно контролируема и независна од линискиот стрuja - со регулирање на овој излезен напон, ефективната импеданса на линијата може да се прецизно модулацира.
Функционално, SSSC делува како статичен синхронен генератор поврзан во серија со трансмисионата линија. Неговата основна цел е да регулира паѓањето на напонот надвор од линијата, контролирајќи го протокот на моќ. SSSC вметнува напон кој е во квадрант (90° фазно помакнување) со линискиот стрuja: ако вметната напонска величина води стрujата, тогаш пружа капацитивна компензација; ако започнува после стрujата, тогаш пружа индуктивна компензација. Основна дијаграма на Static Synchronous Series Compensator е прикажана на следната слика.
Static VAR Compensator (SVC)
Static VAR Compensator (SVC) се состои од фиксна банка на кондензатори поврзана паралелно со реактор контролиран со тиристор. Аголот на палење на тиристорот регулира работата на реакторот, директно контролирајќи напонот над реакторот - и така количината моќ што го црта.
Оваа конфигурација овозможува SVC да динамички регулира излезот на реактивна моќ, стабилизирајќи напонот и подобрувајќи факторот на моќ во системот за трансмисија. Основна дијаграма на Static VAR Compensator е прикажана на следната слика.
Апликации на Static VAR Compensator (SVC)
SVC-тите се многуфункционални уреди користени за подобрување на перформансата на системот за енергија, со клучни функции вклучувајќи:
Тие се широко прифатени и во индустријални услови за управување со реактивна моќ и подобрување на качеството на моќта. Подолу е преглед на најчестите конфигурации на SVC:
Thyristor Controlled Reactor (TCR)
TCR се состои од реактор поврзан во серија со тиристорска врата - специфички, два тиристора поврзани во анти-паралела. Овие тиристори проводат наизменично во секој половина циклус на AC изворот, со контролна шема што доставува импулси за палење на тиристорите во секој половина циклус.
Аголот на палење на тиристорот одредува количината на лагање реактивна моќ доставена до системот. TCR-тите се често користат во EHV (Extra High Voltage) трансмисиони линии, каде што пружаат реактивна компензација под услови на слабо или без оптеретување. Основна дијаграма на Thyristor Controlled Reactor е прикажана на следната слика.
Thyristor Switched Capacitor (TSC)
Под услови на тешко оптеретување, потребата за реактивна моќ се зголемува - и Thyristor Switched Capacitors (TSC) се дизајнирани за да го задоволат овој зголемен барање. Тие се често користат во EHV трансмисиони линии под услови на високо оптеретување.
TSC делува на сличен принцип како TCR, но со замена на главниот компонент: реакторот во TCR е заменет со кондензатор. Како и TCR, TSC регулира количината на реактивна моќ доставена до трансмисионата линија со регулирање на аголот на палење на тиристорот. Основна дијаграма на Thyristor Switched Capacitor (TSC) е прикажана на следната слика.
Thyristor Switched Reactor (TSR)
TSR е структурно сличен на Thyristor Controlled Reactor (TCR), но се разликува по начинот на работа: додека TCR регулира стрujата со контрола на аголот на палење на тиристорот (омогувајќи фазна контрола), TSR тиристорите работат во бинарен режим „вклучено/исклучено“ без фазна контрола. Ова значи дека реакторот е или потполно поврзан со колувит, или потполно одделен.Отсуство на регулирање на аголот на палење ја упростува дизајнот, намалувајќи ја цената на тиристорите и минимизирајќи ја загубата од превклучување. Основна дијаграма на TSR е идентична на дијаграмата на TCR.
Static Synchronous Compensator (STATCOM)
STATCOM е уред базиран на моќна електроника како извор на напон (VSC) кој регулира перформансата на системот за трансмисија со доставување или апсорбирање на реактивна моќ - и исто така може да пружи поддршка со активна моќ кога е потребно. Тој е особено ефективен во трансмисиони линии со лош фактор на моќ и регулација на напонот, што го прави широко користен уред за подобрување на стабилноста на напонот во системите за енергија.
STATCOM работи користејќи наполнет кондензатор како DC входен извор, кој се конвертира во трифазен AC напон преку напонски контролиран инвертор. Излезот на инверторот е синхронизиран со AC системот за енергија, и уредот е поврзан паралелно со трансмисионата линија преку трансформатор за поврзување. Со регулирање на излезот на инверторот, реактивната (и активната) моќ доставена од STATCOM може да се прецизно контролира. Основна дијаграма на STATCOM е прикажана на следната слика.
Interline Power Flow Controller (IPFC)
IPFC е техника за компензација дизајнирана за системи со многу линии, со многу конвертери поврзани преку заедничка DC шина - секој конвертер е поврзан со посебна трансмисионата линија.
Ключна способност на овие конвертери е трансферот на реална моќ, што овозможува балансирање на реална и реактивна моќ помеѓу поврзаните линии. Оваа координирана контрола го подобрува општата ефикасност и стабилност на системите со многу линии.Основна дијаграма на IPFC е при
