Vergelijkende analyse van SVG- en SVC-reactief vermogencompensatieapparaten

1. Verschillende werkingsprincipes

1.1 SVC kan worden beschouwd als een dynamische bron van reactief vermogen. Afhankelijk van de vereisten voor netaansluiting kan het capacitief reactief vermogen aan het net leveren of overtollig inductief reactief vermogen absorberen. Condensatorbanken, die doorgaans als filterbanken op het net zijn aangesloten, kunnen reactief vermogen leveren. Wanneer het net niet veel reactief vermogen nodig heeft, wordt dit overtollige capacitieve reactieve vermogen geabsorbeerd door een parallelle reactor. De reactorstroom wordt geregeld door een thyristorklep. Door de fasehoek van de thyristorontsteking aan te passen, kan de effectieve waarde van de stroom door de reactor worden gewijzigd, waardoor wordt gegarandeerd dat het reactieve vermogen op het aansluitpunt van de SVC de spanning op dat punt binnen een gespecificeerd bereik kan stabiliseren, waarmee de functie van reactieve vermogenscompensatie voor het net wordt bereikt.

1.2 SVG maakt gebruik van een hoogvermogen spanningsbronomvormer als kern. Door de amplitude en fase van de uitgangsspanning van de omvormer aan te passen, of direct de amplitude en fase van de wisselstroomzijde te regelen, kan het snel het benodigde reactieve vermogen absorberen of genereren, waarmee het doel van snelle dynamische aanpassing van reactief vermogen wordt bereikt.

2. Snelle responstijd:

De responstijd van een typische SVC is 20-40 ms; terwijl de responstijd van een SVG niet meer dan 5 ms bedraagt. Dit zorgt voor een betere onderdrukking van spanningsfluctuaties en flikkering. Bij dezelfde compensatiecapaciteit biedt SVG het beste compensatie-effect voor spanningsfluctuaties en flikkering.

3. Uitstekende laagspanningskarakteristieken:

SVG heeft de kenmerken van een stroombron en de uitgangscapaciteit wordt minimaal beïnvloed door de busspanning. Dit voordeel maakt SVG zeer effectief voor spanningsregeling. Hoe lager de systeemspanning, hoe groter de behoefte aan dynamische regeling van reactief vermogen. De uitstekende laagspanningskarakteristieken van SVG betekenen dat de uitgangsreactieve stroom onafhankelijk is van de systeemspanning, waardoor het kan worden beschouwd als een regelbare constante stroombron. Zelfs wanneer de systeemspanning daalt, kan het nog steeds de nominale reactieve stroom leveren en beschikt het over een sterk overbelastingsvermogen.

Daarentegen heeft SVC een impedantie-achtig karakter en wordt de uitgangscapaciteit sterk beïnvloed door de busspanning. Hoe lager de systeemspanning, hoe evenredig lager het uitgangsvermogen van de reactieve stroom, zonder overbelastingsvermogen. Daarom is het reactieve vermogenscompensatievermogen van SVG onafhankelijk van de systeemspanning, terwijl het reactieve vermogenscompensatievermogen van SVC lineair afneemt met de daling van de systeemspanning.

4. Verbeterde operationele veiligheid:

SVC’s (zelfgestuurde reactoren) zijn afhankelijk van thyristorgeregelde reactoren en meerdere condensatoren voor reactieve vermogenscompensatie, waardoor ze zeer vatbaar zijn voor resonantieversterking, wat tot veiligheidsongevallen leidt. Grote systeemspanningsfluctuaties hebben een aanzienlijke invloed op het compensatie-effect en resulteren in hoge bedrijfsverliezen. SVG (Static Var Generator) condensatoren daarentegen hebben geen filterbanken nodig en vertonen geen resonantieversterking. Als actief compensatieapparaat dat IGBT’s (Inductively Coupled Bit Transistors) gebruikt, vermijdt SVG resonantie en verbetert het de operationele veiligheid aanzienlijk.

5. Harmonische kenmerken:

SVC’s gebruiken thyristors om de equivalente fundamentele impedantie van de reactor te regelen, waardoor ze zeer vatbaar zijn voor systeemharmonischen en hun eigen harmonischen genereren. Filterbanken zijn nodig om deze inherente harmonischen te verwijderen. SVG’s gebruiken driefasige enkelvoudige brugtechnologie en leveren een 5-niveaus spanningsgolfvorm per fase. Door gebruik te maken van draaggolf faseverschuivingspulsmodulatie worden ze minder beïnvloed door systeemharmonischen en kunnen ze deze onderdrukken.

In vergelijking met SVC’s verminderen SVG’s, door middel van multiplexing, multi-level of pulsbreedtemodulatietechnieken, het harmonische gehalte in de compensatiestroom aanzienlijk.

6. Klein oppervlaktebeslag

Voor dezelfde compensatiecapaciteit is het oppervlaktebeslag van een SVG met 1/2 tot 2/3 verminderd in vergelijking met een SVC. Omdat SVG minder reactoren en condensatoren gebruikt dan SVC, worden de totale afmetingen en het oppervlaktebeslag van het apparaat aanzienlijk verminderd; de reactoren in een SVC zijn niet alleen zelf relatief groot, maar het totale oppervlaktebeslag is ook groter gezien de installatieafstand ertussen.

Samenvattend hebben SVG-reactieve vermogenscompensatieapparaten voordelen zoals snelle responstijd, laag harmonisch gehalte en sterk reactief vermogensregelvermogen, wat de stroomkwaliteit van het elektriciteitsnet aanzienlijk kan verbeteren en ze zijn de ontwikkelingsrichting van reactieve vermogenscompensatietechnologie geworden.