Analisi comparativa dei dispositivi di compensazione della potenza reattiva SVG e SVC
1. Principi di funzionamento differenti
1.1 L’SVC può essere considerato una sorgente di potenza reattiva dinamica. A seconda dei requisiti di connessione alla rete, può fornire potenza reattiva capacitiva alla rete o assorbire l’eccesso di potenza reattiva induttiva. I banchi di condensatori, tipicamente collegati alla rete come banchi di filtri, possono fornire potenza reattiva. Quando la rete non richiede molta potenza reattiva, questo eccesso di potenza reattiva capacitiva viene assorbito da un reattore in parallelo. La corrente del reattore è controllata da un gruppo di valvole a tiristori. Regolando l’angolo di fase di innesco del tiristore, è possibile modificare il valore efficace della corrente che scorre attraverso il reattore, garantendo così che la potenza reattiva al punto di connessione alla rete dell’SVC possa stabilizzare la tensione in quel punto entro un intervallo specificato, realizzando la funzione di compensazione della potenza reattiva per la rete.
1.2 L’SVG utilizza un inverter a sorgente di tensione ad alta potenza come suo nucleo. Regolando l’ampiezza e la fase della tensione di uscita dell’inverter, o controllando direttamente l’ampiezza e la fase della corrente sul lato CA, può assorbire o generare rapidamente la potenza reattiva richiesta, raggiungendo lo scopo di una regolazione dinamica rapida della potenza reattiva.
2. Velocità di risposta rapida:
La velocità di risposta di un tipico SVC è di 20-40 ms; mentre la velocità di risposta di un SVG non supera i 5 ms. Ciò consente una migliore soppressione delle fluttuazioni di tensione e dello sfarfallio. A parità di capacità di compensazione, l’SVG offre il miglior effetto di compensazione per le fluttuazioni di tensione e lo sfarfallio.
3. Eccellenti caratteristiche di bassa tensione:
L’SVG ha le caratteristiche di una sorgente di corrente e la sua capacità di uscita è minimamente influenzata dalla tensione del bus. Questo vantaggio rende l’SVG molto efficace per il controllo della tensione. Più bassa è la tensione del sistema, maggiore è la necessità di regolazione dinamica della potenza reattiva. Le eccellenti caratteristiche di bassa tensione dell’SVG significano che la sua corrente reattiva di uscita è indipendente dalla tensione del sistema, consentendo di considerarlo una sorgente di corrente costante e controllabile. Anche quando la tensione del sistema diminuisce, può ancora emettere la corrente reattiva nominale, possedendo una forte capacità di sovraccarico.
Al contrario, l’SVC ha una caratteristica di tipo impedenza e la sua capacità di uscita è fortemente influenzata dalla tensione del bus. Più bassa è la tensione del sistema, proporzionalmente minore è la capacità di uscita della corrente reattiva, mancando di capacità di sovraccarico. Pertanto, la capacità di compensazione della potenza reattiva dell’SVG è indipendente dalla tensione del sistema, mentre la capacità di compensazione della potenza reattiva dell’SVC diminuisce linearmente con la diminuzione della tensione del sistema.
4. Miglioramento della sicurezza operativa:
Gli SVC (reattori autocomandati) si basano su reattori regolati da tiristori e su più condensatori per la compensazione della potenza reattiva, rendendoli altamente suscettibili all’amplificazione della risonanza, portando a incidenti di sicurezza. Grandi fluttuazioni della tensione di sistema influenzano significativamente l’efficacia della compensazione e comportano elevate perdite operative. I condensatori dell’SVG (Generatore Statico di VAr), d’altra parte, non richiedono banchi di filtri e non presentano amplificazione della risonanza. Come dispositivo di compensazione attiva che utilizza IGBT (transistor bipolari a gate isolato), l’SVG evita la risonanza e migliora significativamente la sicurezza operativa.
5. Caratteristiche armoniche:
Gli SVC utilizzano tiristori per controllare l’impedenza fondamentale equivalente del reattore, rendendoli altamente suscettibili alle armoniche di sistema e generando le proprie armoniche. Richiedono banchi di filtri per rimuovere queste armoniche intrinseche. Gli SVG impiegano la tecnologia a ponte monofase a tre livelli, emettendo una forma d’onda di tensione a 5 livelli per fase. Utilizzando la modulazione a impulsi con sfasamento della portante, sono meno influenzati dalle armoniche di sistema e possono sopprimerle.
Rispetto agli SVC, gli SVG, attraverso tecniche di multiplexing, multilivello o modulazione a larghezza di impulso, riducono significativamente il contenuto armonico nella corrente di compensazione.
6. Ingombro ridotto
A parità di capacità di compensazione, l’ingombro di un SVG è ridotto da 1/2 a 2/3 rispetto a un SVC. Poiché l’SVG utilizza meno reattori e condensatori rispetto all’SVC, le dimensioni complessive e l’ingombro del dispositivo sono significativamente ridotti; i reattori in un SVC non solo sono relativamente grandi di per sé, ma hanno anche un ingombro complessivo maggiore considerando la distanza di installazione tra di loro.
In sintesi, i dispositivi di compensazione della potenza reattiva SVG presentano vantaggi come velocità di risposta rapida, basso contenuto armonico e forte capacità di regolazione della potenza reattiva, che possono migliorare notevolmente la qualità dell’energia della rete elettrica e sono diventati la direzione di sviluppo della tecnologia di compensazione della potenza reattiva.
