Joustavat vaihtovirtajärjestelmät | FACTS

Joustavat vaihtovirtajärjestelmät (FACTS) – Mitä ja miksi?

FACTS on lyhenne sanoista "Flexible AC Transmission Systems" ja viittaa resurssiryhmään, jota käytetään tiettyjen rajoitusten ylittämiseen sähköverkkojen staattisessa ja dynaamisessa siirtokapasiteetissa. IEEE määrittelee FACTS:t vaihtovirtasiirtojärjestelmiksi, jotka sisältävät voimaelektroniikkaa perustuvia ja muita staattisia ohjauslaitteita siirtokapasiteetin parantamiseksi. Nämä järjestelmien pääasiallinen tarkoitus on toimittaa verkkoon mahdollisimman nopeasti induktiivista tai kapasitiivista reaktivivoimaa, joka on sovitettu sen erityistarpeisiin, samalla parantaen siirtolaitteen laadun ja tehokkuuden.

Joustavien vaihtovirtajärjestelmien (FACTS) ominaisuudet

• Nopea jännitesäädös,

• Suurempi tehon siirto pitkillä vaihtovirtaliitoilla,

• Aktiivisen tehon heilahtumien vaimentaminen, ja

• Latausvirran hallinta verkostoissa,

mikä parantaa huomattavasti olemassa olevien ja tulevien siirtosysteemien vakautta ja suorituskykyä.
Tällä tavoin, joustavilla vaihtovirtajärjestelmillä (FACTS), sähköyritykset pystyvät hyödyntämään nykyisiä siirtoverkkojaan paremmin, lisäämään merkittävästi liitosverkkonsa saatavuutta ja luotettavuutta sekä parantamaan sekä dynaamista että tilapäistä verkostovakautta varmistettaen parempi toimituksen laatu.

Reaktivivoiman vaikutus sähköjärjestelmän jännitteeseen

Reaktivivoiman kompensointi sähkösiirtojärjestelmässä

Kuluttajan kuorma vaatii jatkuvasti muuttuvaa reaktivivoimaa, joka lisää siirtohäviöitä ja vaikuttaa siirtoverkon jännitteeseen. Jotta voidaan estää kelpaamattoman korkeat jänniteheilahtumat tai sähkökatkokset, tämä reaktivivoima täytyy kompensoida ja pitää tasapainossa. Passiiviset komponentit, kuten reaktorit tai kondensaattorit, sekä niiden yhdistelmät, jotka tuottavat induktiivista tai kapasitiivista reaktivivoimaa, voivat suorittaa tämän tehtävän. Mitä nopeammin ja tarkemmin reaktivivoiman kompensointi voidaan toteuttaa, sitä tehokkaammin eri siirtomäärityksiä voidaan hallita. Tästä syystä nopeat thyristori-ohjatut ja -ohjaimet ovat korvaamassa hitaita mekaanisesti kytkettyjä komponentteja. Omistajaepäonnistumiset, jotka voivat aiheutua, täytyy kompensoida ja pitää tasapainossa.

Reaktivivoiman virtauksen vaikutukset

Reaktivivoiman virtaus aiheuttaa seuraavat vaikutukset:

1. Siirtosysteemien häviöiden kasvu

• Lisääntyvät voimalaitosten asennukset

• Toimintakustannusten lisääntyminen

2. Merkitsevä vaikutus järjestelmän jännitepoikkeamiin

• Kuorman suorituskyvyn heikkeneminen alijännitteessä

• Ylijännitteessä aiheutuva eristyksen romahdusriski

3. Tehonsiirron rajoittuminen

4. Vakauden rajat tilapäisessä ja vakiossa

Rinnakkainen ja sarjainen

Tyyppi	Lyhytsulkuaste	Siirtovaihekulma	Vakiojännite	Jännite kuorman hylkäämisen jälkeen	Sovellus
	lähes muuttumaton	hieman kasvanut	kasvanut	korkea	jännitevakauttaminen raskaassa kuormassa
	lähes muuttumaton	hieman kasvanut	vähentynyt	matala	jännitevakauttaminen kevyessä kuormassa
	lähes muuttumaton	ohjattu	ohjattu	ohjauksen rajoittama	nopea jänniteohjaus reaktivivoiman ohjaus voiman heilahtumien vaimentaminen

Kuva näyttää tänä päivänä yleisimmät shunt-kompensaatiovälineet, niiden vaikutuksen tärkeimpiin siirtoparametreihin ja tyypilliset sovellukset.

Kuva: Aktiivisen tehon/siirtokulman yhtälö havainnollistaa, mitkä FACTS-komponentit vaikuttavat valikoiv