Análise Comparativa dos Dispositivos de Compensação de Potência Reativa SVG e SVC

1. Princípios de Funcionamento Diferentes

1.1 O SVC pode ser considerado uma fonte de potência reativa dinâmica. Dependendo dos requisitos de conexão à rede, ele pode fornecer potência reativa capacitiva à rede ou absorver o excesso de potência reativa indutiva. Bancos de capacitores, normalmente conectados à rede como bancos de filtros, podem fornecer potência reativa. Quando a rede não requer muita potência reativa, esse excesso de potência reativa capacitiva é absorvido por um reator em paralelo. A corrente do reator é controlada por um grupo de válvulas tiristorizadas. Ao ajustar o ângulo de fase de disparo do tiristor, o valor eficaz da corrente que flui através do reator pode ser alterado, garantindo assim que a potência reativa no ponto de conexão à rede do SVC possa estabilizar a tensão nesse ponto dentro de uma faixa especificada, alcançando a função de compensação de potência reativa para a rede.

1.2 O SVG utiliza um inversor fonte de tensão de alta potência como seu núcleo. Ao ajustar a amplitude e a fase da tensão de saída do inversor, ou controlando diretamente a amplitude e a fase da corrente no lado CA, ele pode absorver ou gerar rapidamente a potência reativa necessária, atingindo o objetivo de ajuste dinâmico rápido da potência reativa.

2. Velocidade de Resposta Rápida:

A velocidade de resposta de um SVC típico é de 20-40ms; enquanto a velocidade de resposta de um SVG não excede 5ms. Isso permite uma melhor supressão de flutuações de tensão e cintilação. Sob a mesma capacidade de compensação, o SVG oferece o melhor efeito de compensação para flutuações de tensão e cintilação.

3. Excelentes Características de Baixa Tensão:

O SVG possui características de uma fonte de corrente, e sua capacidade de saída é minimamente afetada pela tensão do barramento. Essa vantagem torna o SVG altamente eficaz para controle de tensão. Quanto menor a tensão do sistema, maior a necessidade de regulação dinâmica de potência reativa. As excelentes características de baixa tensão do SVG significam que sua corrente reativa de saída é independente da tensão do sistema, permitindo que seja considerado uma fonte de corrente constante e controlável. Mesmo quando a tensão do sistema diminui, ele ainda pode fornecer a corrente reativa nominal, possuindo forte capacidade de sobrecarga.

Em contraste, o SVC possui uma característica do tipo impedância, e sua capacidade de saída é grandemente afetada pela tensão do barramento. Quanto menor a tensão do sistema, proporcionalmente menor é a capacidade de saída de corrente reativa, faltando capacidade de sobrecarga. Portanto, a capacidade de compensação de potência reativa do SVG é independente da tensão do sistema, enquanto a capacidade de compensação de potência reativa do SVC diminui linearmente com a diminuição da tensão do sistema.

4. Segurança Operacional Melhorada:

Os SVCs (Reatores Controlados por Tiristor) dependem de reatores regulados por tiristores e múltiplos capacitores para compensação de potência reativa, tornando-os altamente suscetíveis a amplificação de ressonância, levando a acidentes de segurança. Grandes flutuações de tensão no sistema impactam significativamente a eficácia da compensação e resultam em altas perdas operacionais. Os capacitores do SVG (Gerador Estático de Reativos), por outro lado, não requerem bancos de filtros e não apresentam amplificação de ressonância. Como um dispositivo de compensação ativa que utiliza IGBTs (Transistores Bipolares de Porta Isolada), o SVG evita ressonância e melhora significativamente a segurança operacional.

5. Características Harmônicas:

Os SVCs utilizam tiristores para controlar a impedância fundamental equivalente do reator, tornando-os altamente suscetíveis a harmônicos do sistema e gerando seus próprios harmônicos. Requer bancos de filtros para remover esses harmônicos inerentes. Os SVGs empregam tecnologia de ponte monofásica de três níveis, emitindo uma forma de onda de tensão de 5 níveis por fase. Usando modulação por pulso com deslocamento de fase da portadora, são menos afetados por harmônicos do sistema e podem suprimi-los.

Em comparação com os SVCs, os SVGs, através de técnicas de multiplexação, multinível ou modulação por largura de pulso, reduzem significativamente o conteúdo harmônico na corrente de compensação.

6. Pequena Área Ocupada

Para a mesma capacidade de compensação, a área ocupada por um SVG é reduzida em 1/2 a 2/3 em comparação com um SVC. Como o SVG utiliza menos reatores e capacitores que o SVC, o tamanho geral e a área ocupada do dispositivo são significativamente reduzidos; os reatores em um SVC não são apenas relativamente grandes por si só, mas também têm uma área total maior considerando o espaçamento de instalação entre eles.

Em resumo, os dispositivos de compensação de potência reativa SVG apresentam vantagens como velocidade de resposta rápida, baixo conteúdo harmônico e forte capacidade de regulação de potência reativa, o que pode melhorar grandemente a qualidade da energia da rede elétrica e se tornou a direção de desenvolvimento da tecnologia de compensação de potência reativa.