تحليل مقارن لأجهزة تعويض القدرة التفاعلية SVG وSVC

1. مبادئ العمل المختلفة

1.1 يمكن اعتبار جهاز تعويض القدرة التفاعلية الساكن (SVC) مصدرًا ديناميكيًا للقدرة التفاعلية. اعتمادًا على متطلبات توصيل الشبكة، يمكنه توفير قدرة تفاعلية سعوية للشبكة أو امتصاص القدرة التفاعلية الحثية الزائدة. يمكن لمجموعات المكثفات، التي تُوصّل عادةً بالشبكة كمصفوفات ترشيح، توفير القدرة التفاعلية. عندما لا تحتاج الشبكة إلى قدر كبير من القدرة التفاعلية، يتم امتصاص هذه القدرة التفاعلية السعوية الزائدة بواسطة مفاعل موازٍ. يتم التحكم في تيار المفاعل بواسطة مجموعة صمامات ثايرستور. من خلال ضبط زاوية طور إشعال الثايرستور، يمكن تغيير القيمة الفعالة للتيار المار عبر المفاعل، مما يضمن أن القدرة التفاعلية عند نقطة توصيل SVC بالشبكة يمكنها تثبيت الجهد عند تلك النقطة ضمن نطاق محدد، مما يحقق وظيفة تعويض القدرة التفاعلية للشبكة.

1.2 يستخدم جهاز تعويض القدرة التفاعلية الساكن (SVG) عاكسًا عالي القدرة يعمل بمصدر جهد كهربائي كجوهر له. من خلال ضبط سعة وطور جهد خرج العاكس، أو التحكم المباشر في سعة وطور تيار جانب التيار المتردد، يمكنه امتصاص أو توليد القدرة التفاعلية المطلوبة بسرعة، مما يحقق الغرض من التعديل الديناميكي السريع للقدرة التفاعلية.

2. سرعة الاستجابة السريعة:

سرعة استجابة SVC النموذجية هي 20-40 مللي ثانية؛ بينما سرعة استجابة SVG لا تتجاوز 5 مللي ثانية. وهذا يسمح بقمع أفضل لتقلبات الجهد والوميض. تحت نفس سعة التعويض، يوفر SVG أفضل تأثير تعويض لتقلبات الجهد والوميض.

3. خصائص الجهد المنخفض الممتازة:

يتميز SVG بخصائص مصدر تيار، وتتأثر سعة خرجه بشكل ضئيل بجهد الناقل. هذه الميزة تجعل SVG فعالاً للغاية في التحكم في الجهد. كلما انخفض جهد النظام، زادت الحاجة إلى تنظيم القدرة التفاعلية الديناميكي. تعني خصائص الجهد المنخفض الممتازة لـ SVG أن تيار خرجه التفاعلي مستقل عن جهد النظام، مما يسمح باعتباره مصدر تيار ثابتًا وقابلاً للتحكم. حتى عندما ينخفض جهد النظام، لا يزال بإمكانه إخراج التيار التفاعلي المقنن، ويمتلك قدرة تحميل زائد قوية.

في المقابل، يتمتع SVC بخصائص من نوع المعاوقة، وتتأثر سعة خرجه بشكل كبير بجهد الناقل. كلما انخفض جهد النظام، انخفضت سعة إخراج التيار التفاعلي بشكل متناسب، مما يفتقر إلى قدرة التحميل الزائد. لذلك، فإن قدرة تعويض القدرة التفاعلية لـ SVG مستقلة عن جهد النظام، بينما تتناقص قدرة تعويض القدرة التفاعلية لـ SVC خطيًا مع انخفاض جهد النظام.

4. تحسين السلامة التشغيلية:

تعتمد أجهزة SVC (المفاعلات ذاتية التحكم) على مفاعلات منظمة بالثايرستور ومكثفات متعددة لتعويض القدرة التفاعلية، مما يجعلها شديدة التأثر بتضخيم الرنين، مما يؤدي إلى حوادث سلامة. تؤثر تقلبات الجهد الكبيرة في النظام بشكل كبير على فعالية التعويض وتؤدي إلى خسائر تشغيلية عالية. من ناحية أخرى، لا تتطلب مكثفات SVG (مولد القدرة التفاعلية الساكن) مصفوفات ترشيح ولا تظهر تضخيمًا في الرنين. كجهاز تعويض نشط يستخدم ترانزستورات ثنائية القطب ذات بوابة معزولة (IGBTs)، يتجنب SVG الرنين ويحسن السلامة التشغيلية بشكل كبير.

5. خصائص التوافقيات:

تستخدم أجهزة SVC الثايرستور للتحكم في المعاوقة الأساسية المكافئة للمفاعل، مما يجعلها شديدة التأثر بالتوافقيات في النظام وتوليد توافقياتها الخاصة. تتطلب مصفوفات ترشيح لإزالة هذه التوافقيات المتأصلة. تستخدم أجهزة SVG تقنية جسر أحادي الطور ثلاثي المستويات، وتخرج شكل موجة جهد من 5 مستويات لكل طور. باستخدام تعديل النبض بإزاحة طور الناقل، فهي أقل تأثرًا بالتوافقيات في النظام ويمكنها قمعها.

مقارنة بأجهزة SVC، تعمل أجهزة SVG، من خلال تقنيات المضاعفة، والمستويات المتعددة، أو تعديل عرض النبضة، على تقليل المحتوى التوافقي في تيار التعويض بشكل كبير.

6. صغر المساحة

لنفس سعة التعويض، يتم تقليل المساحة التي يشغلها SVG بمقدار 1/2 إلى 2/3 مقارنة بـ SVC. نظرًا لأن SVG يستخدم عددًا أقل من المفاعلات والمكثفات مقارنة بـ SVC، فإن الحجم الكلي للجهاز ومساحته ينخفضان بشكل كبير؛ المفاعلات في SVC ليست كبيرة نسبيًا في حد ذاتها فحسب، بل إن لها أيضًا مساحة إجمالية أكبر بالنظر إلى مسافات التثبيت بينها.

باختصار، تتمتع أجهزة تعويض القدرة التفاعلية من نوع SVG بمزايا مثل سرعة الاستجابة السريعة، وانخفاض المحتوى التوافقي، وقدرة قوية على تنظيم القدرة التفاعلية، والتي يمكن أن تحسن بشكل كبير جودة الطاقة للشبكة الكهربائية، وأصبحت اتجاه تطوير تكنولوجيا تعويض القدرة التفاعلية.