Структурные элементы сети

Page 1
background image

Page 2
background image

32

Ноябрь

декабрь

 2014

   

 

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

УПРАВЛЕНИЕ  

Мощностью

Компания

 AEP 

установила

 

один

 

из

 

первых

 

бестрансформаторных

 SVC (

компенсатор

 

реактивной

 

мощности

на

 

линии

 69 

кВ

мощностью

 

-40/+50 

МВАр

 

в

 Crane. 

При

 

такой

 

конфигурации

 

подключение

 

идёт

 

напрямую

 

к

 

шинам

отсюда

 

название

 «

бестрансформаторный

». 

С

 

разре

-

шения

 ABB.

Э

лектроснабжение

 

и

 

спрос

 — 

это

 

довольно

 

про

-

стые

 

понятия

Потребителям

 

нужна

 

электро

-

энергия

и

 

энергокомпании

 

поставляют

 

её

Сложности

 

появляются

 

тогда

когда

 

отрыва

-

ешься

 

от

 

передачи

 

электроэнергии

 

по

 

прямой

от

 

точки

 

к

 

точке

и

 

погружаешься

 

в

 

сеть

 

с

 

многочисленными

 

свя

-

зями

охватывающую

 

огромные

 

расстояния

Мировая

 

тенденция

 

характеризуется

 

укрупнением

 

сетей

 

с

 

уве

-

личением

 

протяжённости

 

линий

 

электропередачи

по

-

вышением

 

генерации

 

и

 

увеличением

 

спроса

Поскольку

 

сети

 

для

 

повышения

 

надёжности

 

вплотную

 

подошли

 

к

 

вопросу

 

о

 

необходимости

 

резервирования

для

 

энерго

-

компаний

 

на

 

первое

 

место

 

выходит

 

надёжность

Ведь

 

ничего

 

не

 

случилось

когда

 

от

 

электростанций

 

стали

 

не

 

просто

 

загораться

 

лампочки

 

и

 

крутиться

 

мо

-

торы

но

 

заработали

 «

умные

» 

сети

питающие

 

мощные

 

компьютеры

мудрёные

 

микропроцессоры

 

и

 

другие

 

вы

-

сокотехнологичные

 

устройства

капризные

 

к

 

качеству

 

напряжения

Удовлетворяя

 

спрос

 

на

 

электричество

 

высочайшего

 

качества

энергокомпании

 

вынуждены

 

ис

-

кать

 

пути

 

совершенствования

 

своих

 

систем

 

энергоснаб

-

жения

У

 

многих

 

это

 

получилось

 

путём

 

развёртывания

 

новых

 

технологий

 

по

 

мере

 

их

 

появления

а

 

для

 

компа

-

ний

основой

 

которых

 

является

 

надёжность

это

 

стало

 

проблемой

Обычно

 

все

 

проблемы

касающиеся

 

перегрузок

кольцевых

 

потоков

 

мощности

 

и

 

пропускной

 

способ

-

ности

решались

 

путём

 

добавления

 

новых

 

проводов

 

в

 

воздушных

 

линиях

но

 

сейчас

 

всё

 

не

 

так

 

просто

Подо

-

рожание

бюджетные

 

ограничения

 

и

 

экологические

 

про

-

блемы

 

затрудняют

 

процесс

 

строительства

 

новых

 

линий

делают

 

его

 

трудозатратным

 

и

 

дорогим

Следовательно

имеет

 

смысл

 

заняться

 

повышением

 

эффективности

 

и

 

экономичности

 

как

 

новых

так

 

и

 

старых

 

линий

Структурные элементы сети 

При помощи силовой электроники электроэнергетика 
формирует не только передающую сеть, но и все ячейки 
потребления энергии.

Джин Вульф (Gene Wolf), 

технический публицист


Page 3
background image

33

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

   

 

Ноябрь

декабрь

 2014

УПРАВЛЕНИЕ  

Мощностью

Закрытый

 

тиристорный

 

вентиль

 (TCR), 

используемый

 

на

 

бестрансформаторном

 

SVC 

в

 Crane, 

предлагает

 

множество

 

вариантов

 

конфигураций

 

проекта

С

 

разре

-

шения

 ABB.

Конденсаторная

 

батарея

 

с

 

механическим

 

регулятором

 

с

 

демпфирующим

 

устройством

 

представляет

 

собой

 

интересное

 

приложение

 

контрол

-

лера

 FACTS 

для

 

повышения

 

эффективности

 

и

 

устойчивости

 

напряжения

 

в

 

линиях

 

электропередачи

Компания

 TenneT TSO GmbH 

в

 

своей

 

систе

-

ме

 

установила

 

шесть

 

таких

 

устройств

С

 

разрешения

 Alstom.

Беспроводные

 

решения

К

 

счастью

электротехническая

 

про

-

мышленность

 

разрабатывает

 

техноло

-

гии

часто

 

называемые

 

гибкими

 

система

-

ми

 

передачи

 

переменного

 

тока

 (FACTS), 

альтернативные

 

традиционным

 

прово

-

дным

 

технологиям

Контроллеры

 FACTS 

привлекательны

 

для

 

энергокомпаний

зарекомендовали

 

себя

 

как

 

прибыльные

 

и

 

надёжные

 

в

 

эксплуатации

Производители

 

оборудования

 

на

 

основе

 

силовой

 

электроники

 

с

 

исполь

-

зованием

 

тиристоров

 

и

 

транзисторов

 

для

 

управления

 

обычными

 

ёмкостными

 

и

 

реакторными

 

агрегатами

 

предлагают

 

альтернативные

 

технологии

которые

 

не

 

только

 

повышают

 

эффективность

 

си

-

стемы

 

передачи

но

 

и

 

не

 

задействуют

 

в

 

своей

 

работе

 

общесистемные

 

процессы

 

и

 

расширения

Время

 

внедрения

а

 

так

-

же

 

воздействие

 

на

 

окружающую

 

среду

 

по

 

сравнению

 

со

 

строительством

 

новых

 

линий

 

минимальные

.

Недавно

 

Офис

 

электроснабжения

 

и

 

надёжности

 

Министерства

 

энергетики

 

(DOE) 

США

 

опубликовал

 

отчёт

в

 

котором

 

даны

 

хоро

-

шие

 

перспективы

 

развития

 

сети

 

и

 

её

 

адаптации

 

под

 

твердотельные

 

элементы

В

 

отчёте

 DOE 

говорится

: «

В

 

настоящее

 

время

 30% 

всех

 

технологий

 

по

 

силовой

 

электронике

 

находятся

 

в

 

середине

 

пути

 

между

 

стадией

 

зарождения

 

и

 

конечным

 

потребителем

». 

В

 

отчёте

 

также

 

сказано

: «

К

 2030 

году

 

80% 

электрической

 

мощности

 

будет

 

проходить

 

по

 

сило

-

вой

 

электронике

».

В

 

другом

 

отчёте

 DOE 

говорится

что

 

в

 

будущем

 

силовая

 

электроника

 

будет

 

играть

 

решающую

 

роль

 

в

 

повышении

 

перетоков

 

электрической

 

энергии

 

и

 

удов

-

летворении

 

постоянно

 

растущего

 

спроса

 

на

 

электро

-

энергию

 

во

 

всех

 

сферах

 

общественной

 

деятельности

.

Технологии

 FACTS 

не

 

новы

их

 

применяют

 

ещё

 

с

 1970 

годов

Но

 

недавно

после

 

того

 

как

 

энергоком

-

паниями

 

были

 

изучены

 

их

 

потенциальные

 

достоин

-

ства

ими

 

заинтересовались

 

очень

 

многие

Термин

 

FACTS 

относится

 

не

 

к

 

одному

 

какому

-

нибудь

 

устрой

-

ству

а

 

к

 

целой

 

группе

 

контроллеров

которые

 

могут

 

подключаться

 

параллельно

последовательно

 

или

 

в

 

комбинации

 

соединений

 

в

 

сетях

 

электропередачи

 

и

 

распределения

 

согласно

 

методологии

 

построения

 

структуры

Контроллеры

 FACTS 

доказали

 

свою

 

привлекатель

-

ность

 

для

 

сетевых

 

операторов

 

благодаря

 

способности

 

в

 

очень

 

короткие

 

сроки

 

снизить

 

перегрузки

 

энергосисте

-

мы

плавности

 

управления

 

и

 

цикличного

 

режима

 

рабо

-


Page 4
background image

34

Ноябрь

декабрь

 2014

   

 

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

Austin Energy 

установила

 STATCOM +110/-80 

МВАр

 

на

 

территории

 

предприятия

 Holly power plant site 

в

 

си

-

стеме

 

передачи

 138 

кВ

 

для

 

быстрого

 

восстановления

 

в

 

период

 

колебаний

 

напряжения

С

 

разрешения

 ABB.

Компания

 Oncor 

установила

 

два

 

компенсатора

 SVC 

мощностью

 +300/-530 

МВАр

 

на

 

своей

 

высоко

-

вольтной

 

линии

 

электропередачи

Подстанция

 Parkdale 

представляет

 

компенсатор

 +300/-265 

МВАр

С

 

разрешения

 ABB.

УПРАВЛЕНИЕ  

Мощностью

ты

В

 

результате

 

технология

 

FACTS — 

перспективно

 

разви

-

вающаяся

 

технология

В

 

конце

 

PRWeb 

в

 2013 

году

 

опубли

-

ковала

 

данные

согласно

 

ко

-

торым

 

объём

 

рынка

 

контрол

-

леров

 FACTS 

оценивался

 

в

 

2012 

году

 

суммой

 

примерно

 

равной

 913 

млн

 

долл

и

 

имеет

 

тенденцию

 

роста

 

к

 2018 

году

 

до

 1,386 

млрд

 

долларов

..

Согласно

 

отчётам

 

раз

-

личных

 

групп

 

по

 

исследова

-

нию

 

рынка

 

среди

 

регуляторов

 

FACTS 

наиболее

 

популяр

-

ными

 

стали

 

статические

 

ре

-

гулируемые

 

компенсаторы

 

(SVC) 

и

 

статические

 

компен

-

саторы

 

реактивной

 

мощно

-

сти

 (STATCOM). 

Доля

 

этих

 

устройств

 

на

 

рынке

 

компен

-

саторов

 

и

 

промышленных

 

приложений

 

в

 2013 

составля

-

ет

 

от

 80 

до

 90%. 

В

 

одном

 

из

 

отчётов

 

были

 

перечислены

 

основные

 

игроки

 

на

 

мировом

 

рынке

 

устройств

 FACTS, 

среди

 

которых

 ABB, Alstom, 

Siemens, General Electric, Mitsubishi Electric, American 
Superconductor 

и

 Toshiba.

Разница

 

есть

Похоже

 

на

 

то

что

 

все

 

используют

 

термины

 SVC 

и

 

STATCOM 

как

 

взаимозаменяемые

словно

 

это

 

разные

 

названия

 

одного

 

устройства

Частью

 

путаницы

 

является

 

тот

 

факт

что

 SVC 

и

 STATCOM 

по

 

своей

 

природе

 

очень

 

похожи

но

 

в

 

действительности

 

они

 

разные

Вероятно

наиболее

 

существенное

 

отличие

 

состоит

 

в

 

конструкции

В

 SVC 

используются

 

тиристоры

а

 

в

 STATCOM — 

тран

-

зисторы

.

Классический

 

компенсатор

 SVC 

представляет

 

собой

 

твердотельный

 

компенсатор

 

реактивной

 

мощности

в

 

ко

-

тором

 

использованы

 

преимущества

 

базовых

 

элементов

 

силовой

 

электроники

известные

 

как

 

конденсаторные

 

ба

-

тареи

 

с

 

тиристорным

 

управлением

 (TSC) 

и

 

реакторы

 

с

 

тиристорным

 

регулированием

 (TCR), 

предназначенные

 

для

 

поглощения

 

или

 

подачи

 

реактивной

 

мощности

 (VAR). 

Хотя

 

технология

 SVC 

и

 

немолода

она

 

продолжает

 

раз

-

виваться

 

и

 

совершенствоваться

позволяя

 

современным

 

приложениям

предназначенным

 

для

 

быстрой

 

поддерж

-

ки

 

напряжения

успешно

 

интегрироваться

 

в

 

сеть

Когда

 

на

 

свет

 

появились

 STATCOM, 

они

 

имели

 

встроенное

 

основание

 

под

 

вентилятор

использова

-

ние

 

которого

 

уже

 

хорошо

 

зарекомендовало

 

себя

 

на

 

SVC. 

Устройства

 STATCOM 

имеют

 

все

 

преимущества

 

классических

 SVC 

плюс

 

ещё

 

некоторые

 

усовершенство

-

вания

например

 

процесс

 

компенсации

 

во

 

многих

 

слу

-

чаях

 

не

 

зависит

 

от

 

импедан

-

са

 

сети

. STATCOM 

также

 

обеспечивает

 

активное

 

по

-

давление

 

гармоник

Это

 

оз

-

начает

что

 

для

 STATCOM 

не

 

нужны

 

фильтры

 

гармо

-

ник

что

 

способствует

 

эко

-

номии

 

полезной

 

площади

 

во

 

время

 

строительства

 

компенсатора

Кроме

 

того

благодаря

 

свойствам

 

ди

-

намического

 

управления

 

пропускной

 

способностью

 

активной

 

и

 

реактивной

 

мощ

-

ности

они

 

способствуют

 

по

-

вышению

 

качества

 

электро

-

энергии

Более

 

того

, STATCOM 

обеспечивает

 

динамическое

 


Page 5
background image

35

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

   

 

Ноябрь

декабрь

 2014

Модуль

 IGBT 

как

 

структурный

 

элемент

 

системы

 

регуляторов

 FACTS 

на

 

базе

 SVC. 

Фото

 

Джина

 

Вульфа

.

NamPower 

в

 

Намибии

 

дополнительно

 

протянула

 900-

километровую

 

линию

 

электропередачи

 400 

кВ

 

к

 

своей

 

системе

 

передачи

 

между

 

Намибией

 

и

 

Южной

 

Африкой

Для

 

минимизации

 

проблем

 

системы

 

передачи

 

понадобилась

 

установка

 

компенсаторов

 

SVC 

мощностью

 -250/+80 

МВАр

которые

 

и

 

были

 

смонтированы

 

на

 

подстанции

 Auas. 

С

 

разрешения

 ABB.

УПРАВЛЕНИЕ  

Мощностью

балансирование

 

напряжения

 

при

 

несимметричной

 

и

 

неустойчивой

 

нагрузке

Показатели

 SVC 

выдерживают

 

кратковременные

 

перегрузки

 

выше

чем

 

у

 STATCOM. 

Практически

 STATCOM 

не

 

рассчитан

 

на

 

перегрузки

.

В

 

основном

 STATCOM 

работает

 

как

 

генератор

но

 

без

 

привода

 

и

 

инерции

Он

 

построен

 

на

 

основополага

-

ющем

 

принципе

 

преобразования

 

входного

 

напряжения

 

постоянного

 

тока

 

в

 

выходное

 

напряжение

 

переменного

 

тока

 

для

 

компенсирования

 

активной

 

и

 

реактивной

 

мощ

-

ности

 

системы

При

 

значительном

 

падении

 

напряжения

 

до

 

предельных

 

значений

 

на

 

выходе

 STATCOM 

величи

-

на

 

напряжения

 

на

 

максимальное

 

значение

 

его

 

реактив

-

ной

 

мощности

 

не

 

повлияет

Он

 

не

 

требователен

 

к

 

ре

-

сурсам

 

и

 

обладает

 

высоким

 

быстродействием

SVC 

или

 STATCOM

Итак

какое

 

из

 

этих

 

устройств

 

лучше

, SVC 

или

 

STATCOM? 

Всё

 

зависит

 

от

 

области

 

применения

На

-

глядной

 

иллюстрацией

 

выбора

 

может

 

послужить

 

слу

-

чай

произошедший

 

в

 

Техасе

 

несколько

 

лет

 

назад

Компания

 Oncor 

нуждалась

 

в

 

повышении

 

пропуск

-

ной

 

способности

 

системы

расположенной

 

в

 

районе

 

Dallas-Fort Worth. 

Этот

 

район

 

разрастается

 

с

 

огромной

 

скоростью

 

и

 

испытывает

 

проблемы

 

с

 

устойчивостью

 

напряжения

 

и

 

динамической

 

компенсацией

 

реактивной

 

мощности

По

 

мере

 

поступления

 

в

 

линии

 

электропередачи

 

электроэнергии

 

от

 

ветровых

 

ВИЭ

 

необходимо

 

было

 

сменить

 

и

 

локальную

 

систему

 

распределения

 

нагрузки

Для

 

проекта

 Oncor 

сравнила

 

стандартные

 

компенса

-

торы

 

с

 

механической

 

коммутацией

, SVC 

и

 STATCOM. 

В

 

условиях

 

быстроменяющихся

 

колебаний

 

сети

 

стан

-

дартные

 

компенсаторы

 

оказались

 

неэффективными

Наиболее

 

выгодным

 

по

 

пропускной

 

способности

 

оказа

-

лось

 

решение

 SVC, 

которое

 

и

 

было

 

выбрано

 

для

 

про

-

екта

.

Для

 

строительства

 

самой

 

крупной

 

установки

 

из

 

ком

-

пенсаторов

 SVC 

общей

 

мощностью

 +600/-530 

МВАр

 

в

 

районе

 Dallas-Fort Worth 

была

 

выбрана

 

компания

 ABB. 


Page 6
background image

36

Ноябрь

декабрь

 2014

   

 

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

Высокие

 

токи

 

требуют

чтобы

 

системы

 

шин

 

работали

 

в

 

тяжёлом

 

режиме

В

 

этой

 

установке

 SVC 

используются

 5-

дюймовые

 

трубы

 

и

 

шины

 

специальной

 

формы

 

для

 

шинной

 

разводки

 TSC 

и

 TCR. 

Фото

 

Джина

 

Вульфа

.

Тиристорный

 

вентиль

используемый

 

для

 

управления

 

реакторами

 

в

 

бестрансформаторном

 

варианте

 

устройства

 SVC/STATCOM 

и

 

яв

-

ляющийся

 

одной

 

из

 

последних

 

разработок

 

технологии

С

 

разрешения

 

ABB.

УПРАВЛЕНИЕ  

Мощностью

Установка

 

была

 

успешно

 

смонтирована

 

и

 Oncor 

доба

-

вила

 

в

 

зоне

 

обслуживания

 

дополнительно

 

ещё

 

несколь

-

ко

 SVC 

для

 

поддержки

 

сети

 

электропередачи

Что

 

касается

 

технологии

 STATCOM, Austin Energy 

несколько

 

лет

 

назад

 

вывела

 

из

 

эксплуатации

 

четырёх

-

блочную

 

электростанцию

 Holly. 

Это

 

было

 

сделано

 

из

-

за

 

возраста

 

станции

появления

 

более

 

дешёвых

 

видов

 

энергии

 

и

 

экологических

 

проблем

Станция

 

обеспечива

-

ла

 

поставку

 590 

МВт

 

активной

 

и

 348 

МВАр

 

реактивной

 

мощности

. Austin Energy 

решила

что

 

для

 

обеспечения

 

компенсации

 

потерь

 

реактивной

 

мощности

 

в

 

целях

 

со

-

хранения

 

устойчивости

 

напряжения

 

необходимо

 

приме

-

нение

 

технологии

 FACTS. 

Компанией

 ABB 

была

 

постро

-

ена

 

установка

 STATCOM 

мощностью

 ±100 

МВАр

.

Главной

 

проблемой

 

для

 ABB 

было

 

сконструи

-

ровать

 

неприметное

 

устройство

поскольку

 

раз

-

местить

 

его

 

предполагалось

 

на

 

территории

при

-

легающей

 

к

 

парку

где

 

действовали

 

ограничения

 

по

 

шуму

. STATCOM 

оказался

 

идеальным

 

приложением

и

 ABB 

предложила

 

инновационное

 

решение

раз

-

местить

 

устройство

 

внутри

 

двухэтажного

 

здания

 

на

 

территории

 

станции

Кроме

 

компенсации

 

реактивной

 

мощности

 STATCOM 

также

 

управляет

 

тремя

 

меха

-

нически

 

коммутируемыми

 

конденсаторными

 

батаре

-

ями

 

мощностью

 31,2 

МВАр

скоординированными

 

со

 

STATCOM. 

Эта

 

технология

 

оказалась

 

наилучшей

 

на

 

всех

 

уровнях

Развитие

 

продолжается

 

Технологии

 FACTS 

продолжают

 

развиваться

 

и

 

со

-

вершенствоваться

 

по

 

мере

 

роста

 

сложностей

 

в

 

работе

 

энергосистемы

но

 

создаётся

 

впечатление

что

 SVC 

и

 

STATCOM 

развиваются

 

быстрее

Одна

 

из

 

таких

 

об

-

ластей

 — 

расширение

 

доступных

 

для

 

пользователей

 

SVC-

параметров

Сразу

 

после

 

создания

 

устройства

 

уровни

 

напряжения

 

были

 

низкими

равно

 

как

 

и

 

параме

-

тры

 

реактивной

 

мощности

Первые

 

компенсаторы

 SVC 


Page 7
background image

37

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

   

 

Ноябрь

декабрь

 2014

Принятие

 

технических

 

проектов

 

и

 

их

 

превращение

 

в

 SVC-

фильтроузлы

 

для

 SVC 

нынешнего

 

уровня

 

требует

 

высококвалифицированного

 

тру

-

да

Фото

 

Джина

 

Вульфа

.

Тиристорный

 

вентильный

 

модуль

 

используется

 

для

 SVC 150 

МВАр

 

на

 

подстанции

 

230 

кВ

 

для

 

передачи

 

энергии

 

на

 

понтон

 

компании

 Manitoba Hydro 

для

 

почти

 

мгновен

-

ной

 

поддержки

 

по

 

обеспечению

 

реактивной

 

мощности

С

 

разрешения

 Alstom.

УПРАВЛЕНИЕ  

Мощностью

тоже

 

были

 

небольшими

 

по

 

сегодняшним

 

меркам

обыч

-

но

 

работали

 

на

 

уровнях

 5 

и

 10 

кВ

Выработка

 

реактив

-

ной

 

мощности

 

тоже

 

была

 

небольшой

диапазон

 

состав

-

лял

 30 

и

 40 

МВАр

Они

 

так

 

хорошо

 

работали

что

 

энергетическим

 

пред

-

приятиям

 

потребовались

 

устройства

 FACTS 

с

 

пара

-

метрами

 

более

 

высокого

 

порядка

Технологии

 

совер

-

шенствовались

и

 

сегодняшние

 

компенсаторы

 

могут

 

использоваться

 

практически

 

на

 

любом

 

имеющемся

 

уровне

 

напряжения

включая

 

сверхвысокие

 

напря

-

жения

ставшие

 

вполне

 

обычными

 

в

 

магистральных

 

электрических

 

сетях

Выработка

 

реактивной

 

мощности

 

также

 

подбирается

 

к

 

новых

 

уровням

 

и

 

достигает

 

сотен

 

мегавольт

-

ампер

 

реактивной

 

мощности

.

Electric Power Corp. (KEPCO) 

объявила

что

 

будет

 

устанавливать

 

самый

 

большой

 

на

 

сегодняшний

 

день

 

компенсатор

 SVC 

производства

 NR Electric. 

Он

 

будет

 

установлен

 

на

 

подстанции

 345 

кВ

 

компании

 KEPCO 

в

 

Шин

-

Пхаджу

и

 

его

 

установленная

 

мощность

 

будет

 

со

-

ставлять

 ± 200 

МВАр

В

 

Бразилии

 

компания

 CEMIG 

недавно

 

сообщила

 

об

 

установке

 

компенсатора

 SVC 

компании

 Alstom 

в

 

энергосистеме

 500 

кВ

 

в

 

Бразилии

 

номиналом

 -200/+300 

МВАр

 (SVC 

для

 

проекта

 Bom 

Despacho). 

Это

 

будет

 

один

 

из

 

самых

 

больших

 

компенса

-

торов

 SVC 

в

 

Бразилии

В

 

Северной

 

Америке

 

компания

 

Southern California Edison 

установила

 

компенсатор

 

ре

-

активной

 

мощности

 -110/+605 

МВАр

 

компании

 Siemens 

на

 

своей

 

подстанции

 500 

кВ

 

в

 Devers. 

И

 

размеры

 

устройств

 

такого

 

типа

 

продолжают

 

увеличиваться

.

На

 

«

фронте

» 

технологий

 

STATCOM, 

возможно

наиболее

 

значительное

 

событие

 

произошло

 

в

 90-

х

 

годах

когда

 

компания

 

АВВ

 

представила

 

технологию

 

преобра

-

зователя

 

напряжения

 (VSC). 

Техно

-

логия

 VSC 

сначала

 

появилась

 

в

 

от

-

раслях

 

промышленности

которые

 

занимались

 

передачей

 

электро

-

энергии

 

постоянным

 

током

 

высокого

 

напряжения

 (HVDC), 

но

 

вскоре

 

туда

 

пробились

 

контроллеры

 FACTS. 

Эта

 

технология

 

основана

 

на

 

бипо

-

лярных

 

транзисторах

 

с

 

изолирован

-

ным

 

затвором

 (IGBT), 

представляю

-

щих

 

собой

 

самокоммутирующиеся

 

устройства

которые

 

могут

 

переклю

-

чаться

 

в

 

любое

 

время

 

с

 

частотой

 

сотни

 

Герц

Когда

 

эта

 

технология

 

была

 

объ

-

единена

 

с

 

другим

 

технологическим

 

новшеством

известным

 

под

 

назва

-

нием

  «

широтно

-

импульсная

 

моду

-

ляция

» (PMW), 

существенно

 

улуч

-

шилось

 

время

 

отклика

радикально

 

уменьшились

 

гармонические

 

иска

-


Page 8
background image

38

Ноябрь

декабрь

 2014

   

 

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

Компания

 Uddeholm Tooling AB, 

один

 

из

 

ведущих

 

производителей

 

ин

-

струментальной

 

стали

впервые

 

применила

 

технологию

 SVC Light 

(

на

 

базе

 VSC) 

в

 

г

Хагфорс

Швеция

С

 

разрешения

 

АВВ

.

VSC 

на

 

базе

 

использования

 SVC 

имеют

 

меньшие

 

требования

 

по

 

площади

 

и

 

могут

 

уста

-

навливаться

 

внутри

 

зданий

 

для

 

снижения

 

шума

 

и

 

решения

 

других

 

проблем

 

заказчика

С

 

разрешения

 

АВВ

.

УПРАВЛЕНИЕ  

Мощностью

жения

 

и

 

популярность

 STATCOM 

возросла

 

в

 

геометри

-

ческой

 

прогрессии

.

Изначально

 

технология

 

на

 

основе

 IGBT 

не

 

могла

 

справиться

 

с

 

большими

 

объёмами

 

мощности

как

 

её

 

предшественники

но

 

другие

 

возможности

 

технологии

 

смогли

 

это

 

компенсировать

На

 

протяжении

 

нескольких

 

лет

 

с

 

момента

 

внедрения

 

характеристики

 IGBT 

улучши

-

лись

 

и

 

усовершенствовались

и

 

характеристики

 

реак

-

тивной

 

мощности

 

сделали

 

рывок

 

вперёд

.

Ведущая

 

чилийская

 

компания

 

по

 

передаче

 

электро

-

энергии

 Transelec 

выбрала

 

компанию

 

АВВ

 

для

 

проек

-

тирования

 

и

 

установки

 

самой

 

крупной

 

на

 

тот

 

момент

 

системы

 STATCOM 

на

 

транзисторах

 

на

 

подстанции

 

Cerro Navia 

в

 

пригороде

 

Сантьяго

Это

 

произошло

 

в

 2011 

году

когда

 

компании

 Transelec 

нужно

 

было

 

увеличить

 

пропускную

 

способность

 

системы

 500 

кВ

STATCOM 

обеспечила

 

систему

 

реактивной

 

мощно

-

стью

 -65/+140 

МВАр

.

Совершенствование

 

и

 

расширение

В

 

последующие

 

годы

 

характеристики

 

реактивной

 

мощности

 STATCOM 

росли

 

буквально

 

вместе

 

с

 

каждым

 

проектом

Компания

 China Southern Power Grid (CSG) 

недавно

 

объявила

 

об

 

установке

 ±200-

МВАр

 STATCOM 

на

 

подстанции

 500 

кВ

 

Дунгуань

Компания

 CSG 

обра

-

зовала

 

консорциум

 

с

 

Университетом

 

Циньхуа

 

и

 

ком

-

панией

 Rongxin Power Electronic 

по

 

разработке

 

этого

 

STATCOM. 

Таких

 

характеристик

 

они

 

смогли

 

добиться

 

путём

 

использования

 

топологии

 

с

 

двумя

 SVC, 

но

 

дело

 

не

 

только

 

в

 

размерах

Статические

 

компенсаторы

 

ре

-

активной

 

мощности

 

изменяются

предлагая

 

различные

 

расширенные

 

возможности

которые

 

необходимы

 

изме

-

няющейся

 

энергосистеме

.

Объединение

 

технологии

 

накопления

 

энергии

 

с

 

контроллером

 STATCOM 

привлекло

 

внимание

 

энерге

-

тических

 

компаний

испытывающих

 

проблемы

 

с

 

под

-

держанием

 

уровня

 

напряжения

 

на

 

фидерах

Устрой

-

ство

 

накопления

 

энергии

 

может

 

состоять

 

из

 

нескольких

 

имеющихся

 

на

 

рынке

 

устройств

но

 

наиболее

 

часто

 

ис

-

пользуемая

 

система

 

представляет

 

собой

 

батарею

по

-

следовательно

 

соединенную

 

со

 STATCOM. 

Накопление

 

энергии

 

позволяет

 STATCOM 

выдавать

 

и

 

потреблять

 

активную

 

мощность

Это

 

устройство

которое

 

может

 

предложить

 

динамические

 

характеристики

 

поддержки

 

как

 

по

 

активной

так

 

и

 

по

 

реактивной

 

мощности

 

по

 

всей

 

P-Q 

диаграмме

.

Компания

 EDF Energy 

в

 

г

Норфолк

Англия

устано

-

вила

 

первое

 

такое

 

устройство

 

в

 

своей

 

распределитель

-

ной

 

системе

 11 

кВ

Это

 

была

 

разработка

 

компании

 

АВВ

 

с

 

использованием

 

литиево

-

ионных

 

батарей

 Saft. 

В

 

дан

-

ном

 

случае

 

система

 STATCOM 

обладает

 

реактивной

 

мощностью

 600 

кВАр

характеристика

 

активной

 

мощ

-

ности

 — 600 

кВт

ёмкость

 — 200 

кВт

ч

Это

 

система

 

выравнивания

 

нагрузки

способная

 

изменять

 

и

 

реактивную

и

 

активную

 

выходную

 

мощность

что

 

спо

-

собствует

 

гашению

 

колебаний

 

и

 

позво

-

ляет

 

повысить

 

пропускную

 

способность

Ещё

 

одна

 

интересная

 

разработ

-

ка

 — 

это

 

бестрансформаторная

 

систе

-

ма

 SCV/STATCOM. 

Компания

 

АВВ

 

соз

-

дала

 TCR 

на

 69 

кВ

 

для

 

американского

 

электротехнического

 

проекта

 

в

 

обла

-

сти

 

городка

 

МакКейми

западный

 

Те

-

хас

Кроме

 

того

компания

 Pacifi c  Gas 

& Electric 

установила

 

в

 

свою

 

систему

 

два

 

бестрансформаторных

 TCR 

на

 

60 

кВ

В

 

этой

 

новой

 

конфигурации

 

есть

 

STATCOM 

до

 36 

кВ

а

 

вскоре

 

появятся

 

бестрансформаторные

 STATCOM 

на

 

66 

кВ

Будущее

 

зовёт

Так

 

как

 

нет

 

никаких

 

признаков

 

сниже

-

ния

 

спроса

 

на

 

электроэнергию

умень

-

шения

 

нагрузки

 

энергосистем

 

или

 

со

-

кращения

 

генерации

 

электроэнергии

 

из

 

возобновляемых

 

источников

 

энергии


Page 9
background image

39

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

   

 

Ноябрь

декабрь

 2014

Технология

 

компенсации

 

реактивной

 

мощности

 

на

 

основе

 

силовой

 

электроники

 

широко

 

применяется

 

и

 

в

 

России

При

 

этом

 

необходимо

 

отметить

 

тот

 

по

-

ложительный

 

факт

что

 

российскими

 

производи

-

телями

 

ведутся

 

активные

 

разработки

 

и

 

внедрение

 

устройств

 FACTS, 

включая

 STATCOM, 

конкурирую

-

щие

 

с

 

зарубежными

 

аналогами

указанными

 

в

 

статье

.

Среди

 

сравнительно

 

новых

 

областей

 

применения

 

устройств

 FACTS 

следует

 

выделить

 

их

 

участие

 

в

 

решении

 

задач

 

по

 

повышению

 

качества

 

электроэнер

-

гии

Так

на

 

сегодняшний

 

день

 

для

 

многих

 

российских

 

сетевых

 

компаний

 

актуальны

 

проблемы

связанные

 

с

 

необходимостью

 

снижения

 

уровней

 

гармоник

 

и

 

несим

-

метрии

 

напряжений

а

 

также

 

по

 

сокращению

 

числа

 

и

 

глубины

 

провалов

 

напряжения

Комплексное

 

решение

 

обеспечивается

 

на

 

основе

 

технологии

 STATCOM.

С

 

учётом

 

увеличения

 

доли

 

нелинейных

 

и

 

несимме

-

тричных

 

элементов

 

в

 

энергосистемах

 

можно

 

прогно

-

зировать

что

 

в

 

среднесрочной

 

перспективе

 

будет

 

стремительно

 

расти

 

потребность

 

в

 

устройствах

 

FACTS, 

способных

 

не

 

только

 

компенсировать

 

реак

-

тивную

 

мощность

но

 

и

 

обеспечивать

 

качество

 

элек

-

троэнергии

 

в

 

узле

 

по

 

нескольким

 

показателям

Это

 

следует

 

учитывать

 

производителям

 

средств

 

ком

-

пенсации

 

при

 

разработке

 

новых

 

технологий

 

и

 

систем

 

управления

.

КОММЕНТАРИЙ

Роман Шамонов, 
заместитель начальника 
Департамента 
оперативно-
технологического 
управления ОАО «ФСК 
ЕЭС», к.т.н.

УПРАВЛЕНИЕ  

Мощностью

очень

 

хорошо

что

 

находится

 

новое

 

применение

 

контрол

-

лерам

 FACTS. 

Показательный

 

пример

токи

 

КЗ

 

увеличи

-

ваются

 

в

 

основных

 

точках

 

соединения

 

системы

Любая

 

технология

которая

 

ограничивает

 

эти

 

токи

находится

 

на

 

первом

 

месте

 

в

 

списке

 

требований

 

операторов

.

Так

 

что

 

совсем

 

не

 

удивительно

что

 

разрабатывает

-

ся

 

технология

 FACTS 

для

 

управления

 

токами

 

КЗ

 

при

 

по

-

мощи

 

сочетания

 

силовой

 

электроники

последователь

-

ных

 

реакторов

 

и

 

последовательных

 

конденсаторов

При

 

обнаружении

 

короткого

 

замыкания

 

производится

 

«

обход

» 

последовательного

 

конденсатора

 

устройством

 

с

 

тиристорной

 

защитой

ток

 

короткого

 

замыкания

 

огра

-

ничивается

 

последовательным

 

реактором

Регулирующие

 

органы

 

тоже

 

узнают

 

о

 FACTS, 

и

 

в

 

ре

-

зультате

 

становится

 

известно

 

всё

 

больше

 

о

 

роли

 

этой

 

технологии

 

в

 

поддержке

 

реактивной

 

мощности

 

в

 

энер

-

госистеме

В

 

качестве

 

примера

 

можно

 

привести

 

расту

-

щую

 

тревогу

 

компании

 North American Electric Reliability 

Corporation (NERC), 

которая

 

в

 

течение

 

нескольких

 

лет

 

имела

 

проблемы

 

задержки

 

восстановления

 

напряже

-

ния

вызванного

 

повреждением

В

 

отчёте

 NERC 

по

 

но

-

вым

 

технологиям

 

Подкомитета

 

по

 

оценке

 

надёжности

 

#RAS-8 

говорится

 

об

 

установке

 

реакторной

 

станции

 

мощностью

 

многие

 

мегавольт

-

амперы

 

на

 

линиях

 

пере

-

дачи

но

 

это

 

всего

<