Flexible AC-Übertragungssysteme | FACTS

Flexible AC Transmission Systems (FACTS) – Was und warum?

FACTS ist das Akronym für „Flexible AC Transmission Systems“ und bezieht sich auf eine Gruppe von Ressourcen, die dazu dienen, bestimmte Einschränkungen in der statischen und dynamischen Übertragungskapazität elektrischer Netze zu überwinden. Die IEEE definiert FACTS als Wechselstromübertragungssysteme, die leistungselektronische und andere statische Regler einbeziehen, um die Steuerbarkeit und die Leistungsübertragungsfähigkeit zu verbessern. Das Hauptziel dieser Systeme besteht darin, das Netzwerk so schnell wie möglich mit induktiver oder kapazitiver Blindleistung zu versorgen, die an seine speziellen Anforderungen angepasst ist, während gleichzeitig die Übertragungsqualität und die Effizienz des Stromübertragungssystems verbessert werden.

Eigenschaften von Flexible AC Transmission Systems (FACTS)

• Schnelle Spannungsregelung,

• Erhöhte Leistungsübertragung über lange Wechselstromleitungen,

• Dämpfung von Wirkleistungsschwingungen, und

• Stromflusskontrolle in verzweigten Systemen,

wodurch die Stabilität und Leistung bestehender und zukünftiger Übertragungssysteme erheblich verbessert wird.
Damit können Energieversorgungsunternehmen ihre vorhandenen Übertragungsnetze besser nutzen, die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit ihrer Leitungssysteme erheblich erhöhen und sowohl die dynamische als auch die transiente Netzstabilität verbessern, wobei eine bessere Versorgungsqualität gewährleistet wird.

Einfluss des Blindleistungstransports auf die Spannung im Energieversorgungssystem

Blindleistungskompensation im Energieübertragungssystem

Die Verbraucherlast erfordert eine kontinuierlich variierende Blindleistung, die die Übertragungsverluste erhöht und die Spannung im Übertragungsnetz beeinflusst. Um unannehmbar hohe Spannungsschwankungen oder Stromausfälle zu vermeiden, die auftreten können, muss diese Blindleistung kompensiert und im Gleichgewicht gehalten werden. Passive Komponenten wie Drosseln oder Kondensatoren sowie Kombinationen aus beiden, die induktive oder kapazitive Blindleistung liefern, können diese Funktion erfüllen. Je schneller und präziser die Blindleistungskompensation durchgeführt werden kann, desto effizienter können die verschiedenen Übertragungseigenschaften gesteuert werden. Aus diesem Grund ersetzen fast schnelle thyristor-gesteuerte und thyristor-gesteuerte Komponenten diese langsam mechanisch geschalteten Komponenten. Besitzerfehler, die auftreten können, müssen diese Blindleistung kompensiert und im Gleichgewicht gehalten werden.

Auswirkungen des Blindleistungstransports

Blindleistungstransport hat folgende Auswirkungen:

1. Erhöhung der Verluste im Übertragungssystem

• Zusätzliche Kraftwerksinstallationen

• Zusätzliche Betriebskosten

2. Wesentlicher Einfluss auf die Abweichung der Systemspannung

• Leistungseinbußen bei Unterspannung

• Risiko von Isolationsdurchbrüchen bei Überspannung

3. Begrenzung der Leistungsübertragung

4. Grenzwerte der stationären und dynamischen Stabilität

Parallel und Serie

Typ	Kurzschlusspegel	Übertragungsphasenwinkel	Stationäre Spannung	Spannung nach Lastabwurf	Anwendung
	nahezu unverändert	leicht erhöht	erhöht	hoch	Spannungsstabilisierung bei hoher Last
	nahezu unverändert	leicht erhöht	reduziert	niedrig	Spannungsstabilisierung bei geringer Last
	nahezu unverändert	gesteuert	gesteuert	begrenzt durch Steuerung	schnelle Spannungssteuerung, Blindleistungssteuerung, Dämpfung von Leistungsschwankungen

Abb. zeigt die heute am häufigsten verwendeten Shunt-Kompensationsgeräte, ihren Einfluss auf die wichtigsten Übertragungsparameter und typische Anwendungen.

Abb.: Die aktive Leistung/Übertragungswinklegleichung illustriert, welche FACTS-Komponenten selektiv welche Übertragungsparameter beeinflussen.

Schutz und Steuerung von FACTS