Гибкая система передачи переменного тока - Flexible AC transmission system

А гибкая система передачи переменного тока (ФАКТЫ) представляет собой систему, состоящую из статического оборудования, используемого для переменный ток (AC) передача электроэнергии. Это предназначено для улучшения управляемости и увеличения пропускной способности сети. Обычно это силовая электроника -система.

ФАКТЫ определяется Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) как «система на основе силовой электроники и другое статическое оборудование, которое обеспечивает управление одним или несколькими параметрами системы передачи переменного тока для улучшения управляемости и увеличения возможностей передачи мощности».^[1]

По словам Сименс, «ФАКТЫ Повышают надежность сетей переменного тока и снижают затраты на поставку электроэнергии. Они улучшают качество передачи и эффективность передачи энергии за счет подачи индуктивной или реактивной мощности в сеть.^[2]

Технологии

Передача по линии без потерь.

Компенсация серии.

Компенсация шунта.

Компенсация шунта

При шунтовой компенсации система питания подключается к шунт (параллельно) с ФАКТАМИ. Работает как управляемый Источник тока. Компенсация шунта бывает двух типов:

Шунтирующая емкостная компенсация

Этот метод используется для улучшения фактор силы. Когда к линии передачи подключается индуктивная нагрузка, коэффициент мощности падает из-за запаздывания тока нагрузки. Для компенсации подключается шунтирующий конденсатор, который потребляет ток, ведущий к источнику. Напряжение. Конечный результат - улучшение коэффициента мощности.

Шунтовая индуктивная компенсация

Этот метод используется либо при зарядке линия передачи, или, когда на принимающей стороне очень низкая нагрузка. Из-за очень низкой нагрузки или ее отсутствия - по линии передачи протекает очень низкий ток. Шунтирующая емкость в линии передачи вызывает усиление напряжения (Эффект Ферранти ). Напряжение на принимающей стороне может вдвое превышать напряжение на отправляющей стороне (как правило, в случае очень длинных линий передачи). Для компенсации параллельно линии передачи подключаются шунтирующие индукторы. Таким образом, способность передачи мощности увеличивается в зависимости от уравнения мощности

${\displaystyle P=\left({\frac {EV}{X}}\right)\sin(\delta )}$

куда ${\displaystyle \delta }$ угол мощности.

Теория

В случае линии без потерь величина напряжения на приемном конце такая же, как и величина напряжения на передающем конце: V_s = V_р= V.Передача приводит к задержке фазы ${\displaystyle \delta }$ это зависит от реактивного сопротивления линии X.

${\displaystyle {\begin{aligned}{\underline {V_{s}}}&=V\cos \left({\frac {\delta }{2}}\right)+jV\sin \left({\frac {\delta }{2}}\right)\\{\underline {V_{r}}}&=V\cos \left({\frac {\delta }{2}}\right)-jV\sin \left({\frac {\delta }{2}}\right)\\{\underline {I}}&={\frac {{\underline {V_{s}}}-{\underline {V_{r}}}}{jX}}={\frac {2V\sin {\left({\frac {\delta }{2}}\right)}}{X}}\end{aligned}}}$

Поскольку это линия без потерь, активная мощность P одинакова в любой точке линии:

${\displaystyle P_{s}=P_{r}=P=V\cos \left({\frac {\delta }{2}}\right)\cdot {\frac {2V\sin {\left({\frac {\delta }{2}}\right)}}{X}}={\frac {V^{2}}{X}}\sin(\delta )}$

Реактивная мощность на передающей стороне противоположна реактивной мощности на принимающей стороне:

${\displaystyle Q_{s}=-Q_{r}=Q=V\sin \left({\frac {\delta }{2}}\right)\cdot {\frac {2V\sin \left({\frac {\delta }{2}}\right)}{X}}={\frac {V^{2}}{X}}(1-\cos \delta )}$

В качестве ${\displaystyle \delta }$ очень мала, активная мощность в основном зависит от ${\displaystyle \delta }$ тогда как реактивная мощность в основном зависит от величины напряжения.

Компенсация серии

ФАКТЫ для последовательной компенсации изменяют импеданс линии: X уменьшается, чтобы увеличить передаваемую активную мощность. Однако необходимо обеспечить большую реактивную мощность.
${\displaystyle {\begin{aligned}P&={\frac {V^{2}}{X-Xc}}\sin(\delta )\\Q&={\frac {V^{2}}{X-Xc}}\sin(1-\cos \delta )\end{aligned}}}$

Компенсация шунта

В линию подается реактивный ток для поддержания величины напряжения. Передаваемая активная мощность увеличивается, но необходимо обеспечить большую реактивную мощность.
${\displaystyle {\begin{aligned}P&={\frac {2V^{2}}{X}}\sin \left({\frac {\delta }{2}}\right)\\Q&={\frac {4V^{2}}{X}}\left[1-\cos \left({\frac {\delta }{2}}\right)\right]\end{aligned}}}$

Примеры последовательной компенсации

Примеры ФАКТОВ для последовательной компенсации (схема)

• Статический синхронный последовательный компенсатор (SSSC)
• Последовательный конденсатор с тиристорным управлением (TCSC): серия конденсатор банк шунтируется тиристор -управляемый индукторный реактор
• Последовательный реактор с тиристорным управлением (TCSR): последовательный блок реакторов шунтируется реактором с тиристорным управлением.
• Последовательный конденсатор с тиристорным переключением (TSSC): последовательная конденсаторная батарея шунтируется тиристорным реактором.
• Последовательный реактор с тиристорным управлением (TSSR): последовательная реакторная батарея шунтируется тиристорным реактором.

Примеры компенсации шунта

Примеры ФАКТОВ для компенсации шунта (схема)

• Статический синхронный компенсатор (СТАТКОМ ); ранее известный как статический конденсатор (STATCON)
• Статический компенсатор VAR (SVC). Наиболее распространенные SVC:
  • Реактор с тиристорным управлением (TCR): реактор соединен последовательно с двунаправленным тиристорным клапаном. Тиристорный клапан регулируется по фазе. Эквивалентное реактивное сопротивление постоянно изменяется.
  • Реактор с тиристорным управлением (TSR): То же, что и TCR, но тиристор либо с нулевой проводимостью, либо с полной проводимостью. Эквивалентное реактивное сопротивление изменяется ступенчато.
  • Конденсатор с тиристорным управлением (TSC): конденсатор соединен последовательно с двунаправленным тиристорным вентилем. Тиристор имеет нулевую проводимость или полную проводимость. Эквивалентное реактивное сопротивление изменяется ступенчато.
  • Конденсатор с механическим переключением (MSC): конденсатор включается выключателем. Он направлен на компенсацию реактивной мощности в установившемся режиме. Его переключают всего несколько раз в день.

Смотрите также

• Статический синхронный последовательный компенсатор
• HVDC

Рекомендации

Встроенные ссылки

1. Предлагаемые термины и определения для гибкой системы передачи переменного тока (FACTS), IEEE Transactions on Power Delivery, Volume 12, Issue 4, October 1997, pp. 1848–1853. Дои:10.1109/61.634216
2. Гибкие системы передачи переменного тока (FACTS) - Siemens

Общие ссылки

• Нараин Г. Хингорани, Ласло Гюджи Понимание ФАКТОВ: концепции и технологии гибких систем передачи переменного тока, Wiley-IEEE Press, декабрь 1999 г. ISBN  978-0-7803-3455-7
• Сяо-Пин Чжан, Кристиан Рехтанц, Бикаш Пал, Гибкие системы передачи переменного тока: моделирование и управление, Springer, март 2006 г. ISBN  978-3-540-30606-1. https://link.springer.com/book/10.1007%2F3-540-30607-2
• Сяо-Пин Чжан, Кристиан Рехтанц, Бикаш Пал, Гибкие системы передачи переменного тока: моделирование и управление, 2-е издание, Springer, февраль 2012 г., ISBN  978-3-642-28240-9 (Печать) 978-3-642-28241-6 (онлайн), https://link.springer.com/book/10.1007%2F978-3-642-28241-6
• А. Эдрис, Р. Адапа, М.Х. Бейкер, Л. Боманн, К. Кларк, К. Хабаши, Л. Гюджи, Дж. Лемай, А. Мехрабан, А.К. Майерс, Дж. Рив, Ф. Сенер, Д. Торгерсон, Р.Р. Вуд, Предлагаемые термины и определения для гибкой системы передачи переменного тока (FACTS), IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 12, No. 4, October 1997. doi:10.1109/61.634216^{[мертвая ссылка ]} http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=00634216