تحلیل مقایسهای دستگاههای جبرانسازی توان راکتیو SVG و SVC
1. اصول کار متفاوت
1.1 SVC را میتوان یک منبع توان راکتیو دینامیک در نظر گرفت. بسته به نیازهای اتصال به شبکه، میتواند توان راکتیو خازنی به شبکه ارائه دهد یا توان راکتیو القایی اضافی را جذب کند. بانکهای خازنی که معمولاً به عنوان فیلتر بانک به شبکه متصل میشوند، میتوانند توان راکتیو تأمین کنند. هنگامی که شبکه به توان راکتیو زیادی نیاز ندارد، این توان راکتیو خازنی اضافی توسط یک راکتور موازی جذب میشود. جریان راکتور توسط یک گروه شیر تریستور کنترل میشود. با تنظیم زاویه فاز تحریک تریستور، میتوان مقدار مؤثر جریان عبوری از راکتور را تغییر داد و بدین ترتیب اطمینان حاصل کرد که توان راکتیو در نقطه اتصال SVC به شبکه میتواند ولتاژ را در آن نقطه در محدوده مشخصی تثبیت کند و عملکرد جبرانسازی توان راکتیو برای شبکه را محقق سازد.
1.2 SVG از یک اینورتر منبع ولتاژ با توان بالا به عنوان هسته اصلی خود استفاده میکند. با تنظیم دامنه و فاز ولتاژ خروجی اینورتر، یا کنترل مستقیم دامنه و فاز جریان سمت AC، میتواند به سرعت توان راکتیو مورد نیاز را جذب یا تولید کند و هدف تنظیم دینامیک سریع توان راکتیو را محقق سازد.
2. سرعت پاسخ سریع:
سرعت پاسخ یک SVC معمولی 20-40 میلیثانیه است؛ در حالی که سرعت پاسخ یک SVG بیش از 5 میلیثانیه نیست. این امر امکان سرکوب بهتر نوسانات ولتاژ و فلیکر را فراهم میکند. تحت ظرفیت جبرانسازی یکسان، SVG بهترین اثر جبرانسازی را برای نوسانات ولتاژ و فلیکر ارائه میدهد.
3. ویژگیهای عالی در ولتاژ پایین:
SVG دارای ویژگیهای یک منبع جریان است و ظرفیت خروجی آن به حداقل تحت تأثیر ولتاژ باس قرار میگیرد. این مزیت SVG را برای کنترل ولتاژ بسیار مؤثر میسازد. هرچه ولتاژ سیستم کمتر باشد، نیاز به تنظیم توان راکتیو دینامیک بیشتر است. ویژگیهای عالی SVG در ولتاژ پایین به این معنی است که جریان راکتیو خروجی آن مستقل از ولتاژ سیستم است و میتوان آن را یک منبع جریان ثابت و قابل کنترل در نظر گرفت. حتی زمانی که ولتاژ سیستم کاهش مییابد، همچنان میتواند جریان راکتیو نامی را خروجی دهد و دارای ظرفیت اضافه بار قوی است.
در مقابل، SVC دارای ویژگی نوع امپدانس است و ظرفیت خروجی آن به شدت تحت تأثیر ولتاژ باس قرار میگیرد. هرچه ولتاژ سیستم کمتر باشد، ظرفیت خروجی جریان راکتیو به نسبت کمتر میشود و فاقد ظرفیت اضافه بار است. بنابراین، قابلیت جبرانسازی توان راکتیو SVG مستقل از ولتاژ سیستم است، در حالی که قابلیت جبرانسازی توان راکتیو SVC با کاهش ولتاژ سیستم به صورت خطی کاهش مییابد.
4. بهبود ایمنی عملیاتی:
SVCها (راکتورهای خودکنترل) برای جبرانسازی توان راکتیو به راکتورهای تنظیمشده با تریستور و چندین خازن متکی هستند و به شدت مستعد تقویت تشدید هستند که منجر به حوادث ایمنی میشود. نوسانات بزرگ ولتاژ سیستم تأثیر قابل توجهی بر اثربخشی جبرانسازی دارد و منجر به تلفات عملیاتی بالا میشود. از سوی دیگر، خازنهای SVG (مولد استاتیک وار) به فیلتر بانک نیاز ندارند و تقویت تشدید را نشان نمیدهند. به عنوان یک دستگاه جبرانسازی فعال با استفاده از IGBTها (ترانزیستورهای دوقطبی گیت عایق)، SVG از تشدید جلوگیری میکند و ایمنی عملیاتی را به طور قابل توجهی بهبود میبخشد.
5. ویژگیهای هارمونیک:
SVCها از تریستورها برای کنترل امپدانس معادل بنیادی راکتور استفاده میکنند و به شدت مستعد هارمونیکهای سیستم هستند و هارمونیکهای خاص خود را تولید میکنند. برای حذف این هارمونیکهای ذاتی به فیلتر بانک نیاز دارند. SVGها از فناوری پل تک فاز سه سطحی استفاده میکنند و در هر فاز یک شکل موج ولتاژ 5 سطحی خروجی میدهند. با استفاده از مدولاسیون پالس جابجایی فاز حامل، کمتر تحت تأثیر هارمونیکهای سیستم قرار میگیرند و میتوانند آنها را سرکوب کنند.
در مقایسه با SVCها، SVGها از طریق تکنیکهای چندگانهسازی، چند سطحی یا مدولاسیون عرض پالس، محتوای هارمونیک در جریان جبرانسازی را به طور قابل توجهی کاهش میدهند.
6. فضای اشغالی کوچک
برای ظرفیت جبرانسازی یکسان، فضای اشغالی یک SVG نسبت به SVC به میزان 1/2 تا 2/3 کاهش مییابد. از آنجا که SVG از راکتورها و خازنهای کمتری نسبت به SVC استفاده میکند، اندازه کلی و فضای اشغالی دستگاه به طور قابل توجهی کاهش مییابد؛ راکتورهای موجود در یک SVC نه تنها خود نسبتاً بزرگ هستند، بلکه با در نظر گرفتن فاصله نصب بین آنها، فضای اشغالی کلی بزرگتری نیز دارند.
به طور خلاصه، دستگاههای جبرانسازی توان راکتیو SVG دارای مزایایی مانند سرعت پاسخ سریع، محتوای هارمونیک کم و قابلیت تنظیم توان راکتیو قوی هستند که میتوانند کیفیت توان شبکه برق را تا حد زیادی بهبود بخشند و به جهت توسعه فناوری جبرانسازی توان راکتیو تبدیل شدهاند.
