Phân tích so sánh thiết bị bù công suất phản kháng SVG và SVC

1. Nguyên lý làm việc khác nhau

1.1 SVC có thể được coi là một nguồn công suất phản kháng động. Tùy theo yêu cầu kết nối lưới, nó có thể cung cấp công suất phản kháng điện dung cho lưới hoặc hấp thụ công suất phản kháng cảm ứng dư thừa. Các bộ tụ bù, thường được kết nối với lưới dưới dạng bộ lọc, có thể cung cấp công suất phản kháng. Khi lưới điện không yêu cầu nhiều công suất phản kháng, lượng công suất phản kháng điện dung dư thừa này được hấp thụ bởi một cuộn kháng song song. Dòng điện cuộn kháng được điều khiển bởi một nhóm van thyristor. Bằng cách điều chỉnh góc pha kích hoạt thyristor, có thể thay đổi giá trị hiệu dụng của dòng điện chạy qua cuộn kháng, từ đó đảm bảo công suất phản kháng tại điểm kết nối lưới của SVC có thể ổn định điện áp tại điểm đó trong phạm vi quy định, thực hiện chức năng bù công suất phản kháng cho lưới.

1.2 SVG sử dụng bộ nghịch lưu nguồn điện áp công suất lớn làm lõi. Bằng cách điều chỉnh biên độ và pha của điện áp đầu ra bộ nghịch lưu, hoặc trực tiếp điều khiển biên độ và pha của dòng điện phía xoay chiều, nó có thể nhanh chóng hấp thụ hoặc tạo ra công suất phản kháng cần thiết, đạt được mục đích điều chỉnh động nhanh công suất phản kháng.

2. Tốc độ đáp ứng nhanh:

Tốc độ đáp ứng của SVC điển hình là 20-40ms; trong khi tốc độ đáp ứng của SVG không quá 5ms. Điều này cho phép ngăn chặn tốt hơn các dao động và nhấp nháy điện áp. Với cùng công suất bù, SVG mang lại hiệu quả bù tốt nhất cho các dao động và nhấp nháy điện áp.

3. Đặc tính điện áp thấp tuyệt vời:

SVG có đặc tính của nguồn dòng và công suất đầu ra của nó bị ảnh hưởng tối thiểu bởi điện áp thanh cái. Ưu điểm này làm cho SVG rất hiệu quả trong việc kiểm soát điện áp. Điện áp hệ thống càng thấp thì nhu cầu điều chỉnh công suất phản kháng động càng lớn. Đặc tính điện áp thấp tuyệt vời của SVG có nghĩa là dòng điện phản kháng đầu ra của nó độc lập với điện áp hệ thống, cho phép nó được coi là một nguồn dòng không đổi có thể điều khiển được. Ngay cả khi điện áp hệ thống giảm, nó vẫn có thể xuất ra dòng điện phản kháng định mức, sở hữu khả năng quá tải mạnh mẽ.

Ngược lại, SVC có đặc tính trở kháng và công suất đầu ra của nó bị ảnh hưởng nhiều bởi điện áp thanh cái. Điện áp hệ thống càng thấp thì khả năng xuất dòng điện phản kháng càng giảm theo tỷ lệ, thiếu khả năng quá tải. Do đó, khả năng bù công suất phản kháng của SVG độc lập với điện áp hệ thống, trong khi khả năng bù công suất phản kháng của SVC giảm tuyến tính khi điện áp hệ thống giảm.

4. Cải thiện an toàn vận hành:

SVC (Cuộn kháng tự điều khiển) phụ thuộc vào cuộn kháng được điều chỉnh bằng thyristor và nhiều tụ điện để bù công suất phản kháng, khiến chúng rất dễ bị khuếch đại cộng hưởng, dẫn đến tai nạn an toàn. Dao động điện áp hệ thống lớn ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả bù và dẫn đến tổn thất vận hành cao. Mặt khác, tụ điện của SVG (Máy phát công suất phản kháng tĩnh) không yêu cầu bộ lọc và không có hiện tượng khuếch đại cộng hưởng. Là một thiết bị bù chủ động sử dụng IGBT (Transistor lưỡng cực có cổng cách ly), SVG tránh được cộng hưởng và cải thiện đáng kể an toàn vận hành.

5. Đặc tính sóng hài:

SVC sử dụng thyristor để điều khiển trở kháng cơ bản tương đương của cuộn kháng, khiến chúng rất dễ bị ảnh hưởng bởi sóng hài hệ thống và tự tạo ra sóng hài. Yêu cầu các bộ lọc để loại bỏ các sóng hài cố hữu này. SVG sử dụng công nghệ cầu ba pha một pha, xuất ra dạng sóng điện áp 5 mức trên mỗi pha. Sử dụng điều chế xung dịch pha sóng mang, chúng ít bị ảnh hưởng bởi sóng hài hệ thống và có thể ngăn chặn chúng.

So với SVC, SVG, thông qua các kỹ thuật đa hợp, đa mức hoặc điều chế độ rộng xung, làm giảm đáng kể hàm lượng sóng hài trong dòng điện bù.

6. Diện tích nhỏ

Với cùng công suất bù, diện tích của SVG giảm từ 1/2 đến 2/3 so với SVC. Bởi vì SVG sử dụng ít cuộn kháng và tụ điện hơn SVC, kích thước tổng thể và diện tích của thiết bị giảm đáng kể; các cuộn kháng trong SVC không chỉ tự thân tương đối lớn, mà còn có diện tích tổng thể lớn hơn khi xem xét khoảng cách lắp đặt giữa chúng.

Tóm lại, các thiết bị bù công suất phản kháng SVG có các ưu điểm như tốc độ đáp ứng nhanh, hàm lượng sóng hài thấp và khả năng điều chỉnh công suất phản kháng mạnh mẽ, có thể cải thiện đáng kể chất lượng điện năng của lưới điện và đã trở thành hướng phát triển của công nghệ bù công suất phản kháng.