Краткое содержание статьи: устройства FACTS первого и второго поколения, наиболее популярные типы по подключению и отлития SVC от STATCOM. Что такое Static Var Compensator — SVC и применение комплектных устройств.
Устройства FACTS управляют одним или несколькими параметрами качества электроэнергии для повышения производительности энергосистемы благодаря регистрации, анализу и координации программно-логическими контроллерами, а поскольку все устройства FACTS изготавливаются с использованием твердотельных полупроводниковых цепей, их реакция на изменения в системе происходит очень быстро и точно. Эти устройства FACTS можно условно разделить на два поколения, среди которых:
- В первое включены статический компенсатор реактивной мощности (Static Var Compensator — SVC) и de facto его комплектующие — конденсатор с тиристорным управлением (Thyristor Controlled Capacitor — TCC), реактор с тиристорным управлением (Thyristor Controlled Reactor — TCR), коммутируемая тиристорами конденсаторная группа (Thyristor Switched Capacitor — TSC) и коммутируемые тиристорами реакторы (Thyristor Switched Reactor — TSR).
- Во второе — динамический регулятор напряжения (Dynamic Voltage Restorer — DVR), унифицированный контроллер потока мощности (самокоммутируемый преобразователь с регулятором потока) (Unified Power Flow Controller — UPFC), интерлинейный контроллер потока мощности (Interline Power Flow Controller — IPFC), статический синхронный последовательный компенсатор (Static Synchronous Series Compensator — SSSC) и др., использование которых в низковольтных сетях финансово и, как правило, технически нецелесообразно.
IEEE и EPRI (Electric Power Research Institute — научно-исследовательский институт электроэнергетики) определяют FACTS (Flexible AC Transmission System), как гибкую систему передачи переменного тока, включающую в себя силовые электронные устройства и другие статические контроллеры для улучшения управляемости и увеличения мощности передачи. Все контроллеры FACTS можно условно разделить на устройства последовательного подключения типа TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor), шунтирующие (параллельного включения с нагрузкой) — SVC, STATCOM (Static Synchronous Compensator) и комбинированные (с последовательным и параллельным подключением устройств).
Шунтирующие контроллеры FACTS благодаря меньшей мощности более популярны для управления напряжением в точке подключения и вокруг нее посредством подачи реактивного тока (запаздывающего или опережающего) или комбинации активного и реактивного тока для более эффективного управления напряжением и демпфирования колебаний сетевых параметров.
Что такое Static Var Compensator — SVC
Согласно совместному определению IEEE-CIGRE статический компенсатор реактивной мощности — это генератор статической переменной мощности, выходная мощность которого варьируется для поддержания или управления конкретными параметрами (например, напряжением или реактивной мощностью) системы электроснабжения. В целом упрощенно SVC — по факту блок из простых и (сравнительно) недорогих коммутируемых и/или управляемых тиристорными вентилями реакторных, конденсаторных групп, пассивных фильтров, что отличает их от и STATCOM и устройств второго поколения на базе ШИМ инверторов с накопителями энергии (конденсаторами, реакторами).
Важно
Не следует путать SVC и предлагаемые сегодня генераторы реактивной энергии (Static var generator — SVG), по факту являющиеся урезанной версией активного фильтра гармоник (Аctive filter harmonic — AFG), того же ШИМ-инвертора на биполярных транзисторах с изолированным затвором.
Типовое силовое электронное оборудование SVC — реакторы с тиристорным управлением (TCR) и конденсаторные группы с тиристорной коммутацией (TSC), фильтры — хорошо зарекомендовало себя надежностью, потенциалом подачи динамической реактивной мощности, быстрым временем отклика и минимальными затратами на техническое обслуживание. Когда напряжение в системе низкое, SVC генерирует реактивную мощность (емкостную), когда высокое — поглощает реактивную энергию в реакторах, а изменение генерации на поглощение осуществляется переключением трехфазных конденсаторных батарей и катушек индуктивности. Каждая конденсаторная батарея включается и выключается тремя тиристорными вентилями (конденсатор с тиристорным переключением или TSC), а реакторы бывают двухпозиционными — реактор с тиристорным переключением (TSR) или с фазовым управлением (TCR). Обычно скорость отклика таких сборок на тиристорных вентилях не превышает 10 мс, что полностью соответствует требованиям ПАО «Россети» к цифровым сетям.
Важно
Терминология и обозначения IEEE-CIGRE в части коммутируемых тиристорами конденсаторных групп (Thyristor Switched Capacitor — TSC) пока сложно приживаются на отечественном рынке и поэтому сегодня предлагают установки компенсации реактивной мощности на тиристорных вентилях с дросселями (корректно — токоограничивающими реакторами) УКРМТФ, которые de facto являются TSC, входящими в контроллеры FACTS. Если учитывать типовую комплектацию FACTS, то для полной сборки эффективного контроллера низковольтной сети к УКРМТФ (или TSC) нужно добавить пассивные фильтры и управляемый (или коммутируемый) тиристорами реактор.
