Сравнительный анализ устройств компенсации реактивной мощности SVG и SVC

1. Различные принципы работы

1.1 SVC можно рассматривать как динамический источник реактивной мощности. В зависимости от требований к подключению к сети он может подавать емкостную реактивную мощность в сеть или поглощать избыточную индуктивную реактивную мощность. Батареи конденсаторов, обычно подключаемые к сети в качестве фильтрующих блоков, могут обеспечивать реактивную мощность. Когда сеть не требует большого количества реактивной мощности, эта избыточная емкостная реактивная мощность поглощается параллельным реактором. Ток реактора управляется тиристорным вентильным блоком. Регулируя угол фазы включения тиристора, можно изменить действующее значение тока, протекающего через реактор, что обеспечивает стабилизацию напряжения в точке подключения SVC к сети в заданном диапазоне, выполняя функцию компенсации реактивной мощности сети.

1.2 SVG использует мощный инвертор напряжения в качестве своего ядра. Регулируя амплитуду и фазу выходного напряжения инвертора или непосредственно управляя амплитудой и фазой тока на стороне переменного тока, он может быстро поглощать или генерировать требуемую реактивную мощность, достигая цели быстрой динамической регулировки реактивной мощности.

2. Высокая скорость отклика:

Скорость отклика типичного SVC составляет 20-40 мс; в то время как скорость отклика SVG не превышает 5 мс. Это позволяет лучше подавлять колебания и мерцания напряжения. При одинаковой компенсационной мощности SVG обеспечивает наилучший эффект компенсации колебаний и мерцаний напряжения.

3. Отличные характеристики при низком напряжении:

SVG обладает характеристиками источника тока, и его выходная мощность минимально зависит от напряжения на шине. Это преимущество делает SVG очень эффективным для регулирования напряжения. Чем ниже напряжение в системе, тем больше потребность в динамическом регулировании реактивной мощности. Отличные характеристики SVG при низком напряжении означают, что его выходной реактивный ток не зависит от напряжения системы, что позволяет рассматривать его как управляемый источник постоянного тока. Даже при снижении напряжения в системе он все еще может выдавать номинальный реактивный ток, обладая высокой перегрузочной способностью.

Напротив, SVC имеет импедансный тип характеристики, и его выходная мощность сильно зависит от напряжения на шине. Чем ниже напряжение в системе, тем пропорционально ниже выходная способность реактивного тока, и отсутствует перегрузочная способность. Таким образом, способность компенсации реактивной мощности SVG не зависит от напряжения системы, в то время как способность компенсации реактивной мощности SVC линейно уменьшается со снижением напряжения системы.

4. Повышенная эксплуатационная безопасность:

SVC (самоуправляемые реакторы) полагаются на тиристорно-регулируемые реакторы и множество конденсаторов для компенсации реактивной мощности, что делает их очень восприимчивыми к резонансному усилению, приводящему к авариям. Большие колебания напряжения системы значительно влияют на эффективность компенсации и приводят к высоким эксплуатационным потерям. Конденсаторы SVG (статического генератора реактивной мощности), с другой стороны, не требуют фильтрующих блоков и не проявляют резонансного усиления. Как активное компенсирующее устройство, использующее IGBT (биполярные транзисторы с изолированным затвором), SVG избегает резонанса и значительно повышает эксплуатационную безопасность.

5. Гармонические характеристики:

SVC используют тиристоры для управления эквивалентным основным импедансом реактора, что делает их очень восприимчивыми к системным гармоникам и генерирует собственные гармоники. Требуются фильтрующие блоки для удаления этих собственных гармоник. SVG используют трехфазную мостовую технологию с тремя уровнями, выводя форму напряжения с 5 уровнями на фазу. Используя импульсную модуляцию со сдвигом фазы несущей, они меньше подвержены влиянию системных гармоник и могут их подавлять.

По сравнению с SVC, SVG, благодаря методам мультиплексирования, многоуровневости или широтно-импульсной модуляции, значительно снижают содержание гармоник в компенсационном токе.

6. Малые габариты

При одинаковой компенсационной мощности площадь, занимаемая SVG, уменьшается в 1/2-2/3 раза по сравнению с SVC. Поскольку SVG использует меньше реакторов и конденсаторов, чем SVC, общий размер и площадь устройства значительно уменьшаются; реакторы в SVC не только сами по себе относительно велики, но и с учетом расстояния установки между ними общая площадь занимает больше места.

В целом, устройства компенсации реактивной мощности SVG обладают такими преимуществами, как высокая скорость отклика, низкое содержание гармоник и сильная способность регулирования реактивной мощности, что может значительно улучшить качество электроэнергии в сети, и они стали направлением развития технологии компенсации реактивной мощности.