Sistem flexibil de transmisie AC

Un sistem de transmisie ac flexibil , mai bine cunoscut prin acronimul englez al FACTS (pentru F lexible A lternating C urrent T ransmission S ystem ) este un echipament de putere electronic de rapel utilizate pentru a controla distribuția taxelor în rețeaua îmbunătățind astfel capacitatea de transport și reducând pierderi, pentru a controla tensiunea într-un punct sau pentru a asigura stabilitatea dinamică a rețelelor de transmisie a energiei electrice și a grupurilor de producție conectate la acestea. De asemenea, poate filtra anumite armonici și, prin urmare, poate îmbunătăți calitatea electricității.

Liberalizarea pieței energiei electrice și integrarea energiilor regenerabile intermitente înseamnă că producția este uneori foarte departe de locurile de consum, de asemenea, nu mai este la fel de previzibilă ca înainte, capacitățile de tranzit ale rețelei trebuie, prin urmare, să fie mărite și blocajele în rețeaua s-a dezvoltat. Lipsa acceptării publicului pentru construcția de noi linii electrice de înaltă tensiune și a noilor centrale electrice îi încurajează pe managerii de rețea să construiască FAPTE pentru a crește capacitățile de tranzit ale rețelei.

FAPTELE sunt foarte numeroase. Acestea fac încă parte din familia compensațiilor electrice active, dar această compensare este serie, paralelă (șunt) sau hibridă, adică serie și paralelă în același timp. Acestea sunt alcătuite în principal din condensatori și inductoare pentru a genera putere reactivă , precum și din electronice de putere sau întreruptoare pentru a întrerupe și a restabili curentul prin primele elemente. Uneori se folosește un transformator pentru a reduce tensiunea la care sunt supuse alte componente. Cele mai frecvente tipuri de FACT sunt băncile de condensatoare din serie (comutate mecanic sau prin tiristoare), SVC-urile, care combină capacitatea și inductanța în paralel cu linia, transformatoarele cu fază, STATCOM și SSSC, care sunt plasate surse de tensiune, respectiv în paralel și în serie la linie.

Funcții

Controlul debitului de putere

În mod normal, liniile electrice sunt încărcate într-un interval cuprins între o treime și jumătate din capacitatea lor maximă. În cazul unei supraîncărcări, o linie își poate atinge limita, apoi se declanșează în câteva secunde, ceea ce duce la supraîncărcarea liniilor învecinate care, la rândul lor, se declanșează, avem apoi declanșări în cascadă care duc la o întrerupere generalizată. FAPTE încearcă să echilibreze sarcina între linii pentru a preveni această situație. Dacă totuși apare o defecțiune, va încerca să reechilibreze sarcina între diferitele linii pentru a opri cascada de declanșare.

În plus, o mai bună echilibrare a sarcinii (înțelegerea curentului) între linii reduce pierderile. Cu alte cuvinte, acestea fac posibilă evitarea formării unei bucle de curent. Într-adevăr, pierderile iau în esență forma pierderilor în Joule și, prin urmare, sunt proporționale cu pătratul curentului, prin reducerea curentului cu un factor de 2, pierderile sunt reduse cu 4.

Puterile active P și Q reactive transportate într-o linie de curent alternativ sunt exprimate după cum urmează pentru o linie fără pierderi:

{\ displaystyle P = {\ frac {V_ {1} \ cdot V_ {2}} {X}} \ sin {\ delta}}

{\ displaystyle Q = {\ frac {V_ {1} \ cdot (V_ {1} -V_ {2} \ cos (\ delta))} {X}}}

În cazul în care V 1 și V 2 sunt tensiuni peste linia, X linia reactanță și unghiul de transport , cu alte cuvinte defazajul între V 1 și V 2 . Pentru a rezuma, sunt importanți 3 parametri: amplitudinea tensiunilor, unghiul de transport și impedanța. Pentru rețelele de curent alternativ, controlul conectează puterea activă la frecvență, pe de o parte, și puterea reactivă la controlul tensiunii, pe de altă parte. $\ delta$

Pentru a regla transferul de putere, putem alege să controlăm amplitudinea tensiunilor, valoarea impedanței sau unghiul de transport:

Condensatorii sau bobinele conectate în serie permit schimbarea valorii impedanței. Condensatoarele din serie permit reducerea impedanței conexiunilor electrice și creșterea puterii transmisibile prin aceste conexiuni (o conexiune electrică de înaltă tensiune fiind în esență inductivă). Într-un fel, putem spune că reduc lungimea liniei. În schimb, inductoarele de serie cresc impedanța unei legături electrice, pentru a distribui mai bine curenții pe diferitele legături.
Condensatorii sau bobinele conectate în șunt permit schimbarea amplitudinii tensiunii într-un punct. Într-adevăr, condensatorii de șunt furnizează putere reactivă și cresc local tensiunea rețelei. În timp ce reactoarele de șunt consumă putere reactivă și reduc tensiunea rețelei.
Schimbările de fază create de UPFC sau transformatoarele de schimbare de fază influențează unghiul de transport. În cazul în care mai mult de două linii sunt în paralel, dar nu au aceeași lungime „electrică” , adică același unghi de transport, o ajustare a acestui ultim parametru face posibilă reechilibrarea sarcinii. De asemenea, evită buclele curente.

Cu alte cuvinte, condensatorii și bobinele permit FACTURILOR să furnizeze dinamic sau să consume energie reactivă în rețea . Acest lucru are ca efect creșterea sau scăderea amplitudinii tensiunii la punctul său de conectare și, prin urmare, a puterii active maxime transmisibile.

Obiectivul este creșterea capacității de tranzit a puterii prin apropierea de limitele termice ale liniilor. Acceptarea slabă a publicului pentru liniile electrice, în principal din motive de mediu, face ca această utilizare a FACTELOR să fie din ce în ce mai răspândită. Cu toate acestea, merită să ne amintim că FACTURILE nu modifică această limită termică și, prin urmare, nu pot crește pe termen nelimitat puterea electrică transportabilă a unei linii electrice de înaltă tensiune. Prin urmare, dispozitivele FACT nu înlocuiesc construcția de linii noi. Acestea reprezintă o modalitate de amânare a investițiilor, permițând o utilizare mai eficientă a rețelei existente.

Controlul tensiunii stabile

Liniile lungi tind să aibă supratensiuni la capetele lor în cazul unei sarcini reduse, se vorbește despre efectul Ferranti și, dimpotrivă, o tensiune scăzută în cazul unei sarcini mari. Pentru a menține o tensiune constantă sau cel puțin pentru a nu depăși limitele impuse de regulament, un FACT conectat în paralel poate fi interesant.

Compensația este localizată în stații distribuite în locații strategice de pe linie. Deoarece compensarea nu este distribuită uniform, este imposibil să se mențină tensiunea la valoarea sa nominală în orice punct al liniei. Prin urmare, este important să selectați cu atenție locurile în care este instalată compensarea șuntului pentru a preveni tensiunea să devieze prea mult de la valoarea sa nominală.

Dacă SVC funcționează în controlul tensiunii, sistemul de control reglează curentul în SVC astfel încât curentul și tensiunea să urmeze o curbă caracteristică.

Stabilitate dinamică

În rețea, electricitatea este generată de mașini sincrone. Defecțiunile la linii, deschiderile și închiderile selectorului, defecțiunile anumitor echipamente pot determina oscilarea puterii active a generatoarelor, în practică axele generatoarelor încep să accelereze, altele să decelereze. Cu alte cuvinte, unghiul de transport începe să oscileze. Capacitatea rețelei de a-și recâștiga sincronismul se numește stabilitate dinamică.

FACTURILE permit reglarea rapidă a tensiunii și a unghiului de transport și permit astfel amortizarea oscilațiilor puterii active și astfel crește disponibilitatea și fiabilitatea rețelei. În modul tranzitor, în cazul unei defecțiuni, timpul de reacție trebuie să fie mai mic de 100 ms .

Calitatea electricității

Furnizorii de energie electrică trebuie să asigure o bună calitate a tensiunii, ceea ce înseamnă o frecvență și un nivel de tensiune cât mai constante, o formă de undă sinusoidală și, în final, simetrie fază-fază. Cu toate acestea, rețeaua poate suferi următoarele erori:

scăderi de tensiune și scurte întreruperi. (Durata lor poate varia de la 10 ms la câteva secunde) după scurtcircuit în rețea.
variații rapide de tensiune ( pâlpâire ).
supratensiuni temporare sau tranzitorii (durata mai mică de 1 secundă).
scurte întreruperi sau întreruperi scurte (de la 1/2 cic la 3 secunde).
un dezechilibru de tensiune.

Aceste defecțiuni pot proveni din rețeaua în sine sau de la clienți, ocazionale, cum ar fi furtuni, sau recurente, cum ar fi pornirea mașinilor industriale, cum ar fi un cuptor cu arc . FAPTE limitează efectele defecțiunilor și ale defecțiunilor echipamentului prin controlul tensiunii, de exemplu.

La nivelul formei de undă, filtrele sunt adesea asociate cu FACT, pentru a limita armonicele înconjurătoare sau cele create de instalația însăși. Vezi secțiunea filtre .

Limitați curenții de scurtcircuit

Unele FAPTE, cum ar fi TCSR și IPC, în unele configurații, pot limita, de asemenea, curentul de scurtcircuit.

Istorie

Primele FAPTE au apărut în anii 1930 pentru a crește capacitatea anumitor linii cu impedanță ridicată. Compensatoarele montate în serie sunt folosite de peste 60 de ani în întreaga lume.

Primele SVC au apărut în anii 1970 și au fost dezvoltate de EPRI . Primul a fost pus în funcțiune în Nebraska în 1974 de către General Electric pentru a stabiliza tensiunea care devenise fluctuantă din cauza laminorilor și cuptoarelor cu arc din jur. În aceeași perioadă au început să fie folosite tiristoarele.

GTO-urile sunt pe piață de la sfârșitul anilor 1980. Primul TCSC a fost construit în 1992 de ABB în Kayenta , Statele Unite și a mărit capacitatea de transmisie a liniei cu 30%. Principiul STATCOM a fost inventat în 1976 de Laszlo Gyugyi. Primul a fost instalat în Inuyama, Japonia în 1991. A fost comercializat de Kansai Electric Power Corporation și Mitsubishi Electric Power Corporation. Al doilea a fost instalat în Sullivan, în nord-estul Tennessee, de către Westinghouse Electric Corporation din Statele Unite în 1995. Principiul UPFC a fost prezentat în 1990 de Laszlo Gyugyi. Primul UPFC a fost comandat în 1998 la stația AEP Inez în numele American Electric Power .

La începutul anilor 1990, Marea Britanie și Norvegia și-au dereglementat piața de energie electrică . Ulterior, celelalte țări scandinave și, în general, Europa au urmat exemplul. În Statele Unite și America de Sud, piața este, de asemenea, în mare parte liberalizată. În timp ce rețeaua de transport al energiei electrice este considerată un monopol natural în Europa, Australia , Noua Zeelandă și Statele Unite au liberalizat-o parțial. Acest lucru face predicția fluxurilor de energie mult mai dificilă. Devine necesar să dezvoltăm rețeaua și să o facem mai controlabilă cu FACT, de exemplu.

În viitor, utilizarea semiconductoarelor în bandă largă, cum ar fi carbură de siliciu sau nitrură de galiu, ar permite, conform studiilor, atât obținerea de componente cu o tensiune mai mare, cât și pierderi reduse comparativ cu cele fabricate în prezent în siliciu .

Tipuri de FAPTE

De fapt, termenul FAPTE desemnează o clasă de echipamente care include o listă lungă de acronime (în general vorbitoare de limba engleză); Într-un mod sintetic, le putem clasifica astfel:

Clasificarea principalelor tipuri de FAPTE

	Control convențional (electromecanic)	Dispozitiv FACT (electronică de putere)
	RLC, transformatoare	Pe bază de tiristor	Bazat pe convertoare de tensiune (GTO, IGCT sau IGBT)
Dispozitiv de șuntare	Compensator de șunt (L sau C): MSC sau MSR	SVC	STATCOM
Dispozitiv serial	FSC	TCSC, TCSR (mai puțin frecvente)	SSSC
Dispozitiv hibrid	transformator cu schimbare de fază (PST)	IPFC	UPFC
Alte dispozitive hibride		HVDC LCC Back-to-Back	HVDC VSC Back-to-Back

O construcție bazată pe electronica de putere are avantajul de a fi mult mai rapidă decât o construcție mecanică, ceea ce face posibilă reacția la defecțiuni tranzitorii și adaptarea instantanee la sarcină. Cele comutate mecanic sunt lente, pot fi schimbate doar uneori pe zi și servesc la corectarea problemelor previzibile și adesea ciclice.

FAPTELE cu convertoare de tensiune au avantajul de a fi mai compacte decât cele cu tiristoare. Prin urmare, este mai rar necesitatea extinderii centralelor electrice și, prin urmare, achiziționării de terenuri, ceea ce reprezintă un avantaj.

Convertizoarele montate ca sursă de curent sunt teoretic posibile, dar sunt mai puțin avantajoase din punct de vedere economic și din punct de vedere al performanței.

Paralele

Compensarea paralelă acționează în principal asupra tensiunii și limitează oscilațiile acesteia. De asemenea, poate limita oscilațiile puterii active, dar este mai puțin eficient în acest rol decât compensarea în serie. Funcționează ca o sursă de curent. Alegerea locației lor este decisivă.

MSC ( Condensator cu comutare mecanică ): condensator cu comutare mecanică, uneori dispus ca un filtru anti-armonic . Folosit pentru stabilizarea tensiunii sub sarcină grea. (50 = MVAr = 500)
MSR ( reactor controlat mecanic ): inductanță cu comutare mecanică. Folosit pentru stabilizarea tensiunii în cazul unei sarcini reduse. (50 = MVAr = 500)
TSC ( Thyristor-Switched Capacitor ): condensator comutat de tiristoare . Inductanța de atenuare, prezentă în serie, este utilizată pentru a limita curentul în caz de funcționare anormală și pentru a evita rezonanța cu rețeaua la anumite frecvențe. În practică, mai mulți condensatori sunt conectați în paralel, conectarea unuia sau mai multor condensatori într-o manieră discretă face posibilă controlul valorii totale a condensatorului conectat la rețea.
TSR ( Thyristor-Switched Reactor ): inductanță comutată de tiristoare .
TCR ( Thyristor-Controlled Reactor ): inductanță controlată de tiristoare . Astfel, nu consumă întotdeauna toată puterea reactivă posibilă.

Susceptibilitatea echivalentă a unui TCR

Să se noteze unghiul de întârziere al tiristorilor TCR Curentul în TCR este: $\alfa$

{\ displaystyle i_ {TCR} (t) = {\ frac {1} {L}} \ int _ {\ alpha} ^ {\ omega t} {\ sqrt {2}} V \ sin (\ omega t) dt = {\ frac {{\ sqrt {2}} V} {\ omega L}} (\ cos (\ alpha) - \ cos (\ omega t)}

pentru

{\ displaystyle \ alpha \ leq \ omega t \ leq 2 \ pi - \ alpha}

și

{\ displaystyle i_ {TCR} (t) = 0}

dacă nu

Folosind o transformată Fourier găsim:

{\ displaystyle i_ {TCR, fundamental} = {\ frac {V} {j \ omega L \ pi}} (2 (\ pi - \ alpha) + \ sin (2 \ alpha))}

Putem calcula apoi o susceptibilitate echivalentă cu această valoare a fundamentalului curentului, stabilim:

{\ displaystyle i_ {TCR} = - jBV}

Prin identificare:

{\ displaystyle B = {\ frac {1} {L \ omega}} \ cdot {\ frac {2 (\ pi - \ alpha) + \ sin (2 \ alpha)} {\ pi}}}

Dincolo de 90 ° curentul nu mai este perfect sinusoidal, există apoi producția de armonici.

Pentru alfa = 90 °, tensiunea este în albastru, curentul în roșu
Pentru alfa = 100 °, fundamentalul curentului este în verde
Pentru alfa = 130 °, fundamentalul curentului este în verde
Pentru alfa = 150 °, fundamentul curentului este în verde

SVC ( Static VAR Compensator ): compensator de energie reactivă de șunt , cunoscut și sub denumirea de CSPR (compensator static de putere reactivă) sau statocompensator , combină TCR, TSC, bănci de capacitate fixă și filtre armonice, al căror prim model a fost instalat în 1979 în Africa de Sud , este cel mai răspândit dintre FAPTE. Se comportă ca o susceptanță variabilă conectată ca un șunt la rețea. Permit atât creșterea, cât și scăderea tensiunii, îndeplinind astfel cerințele în caz de sarcină mică și mare (50 = MVAr = 1000).

SVC-urile au un timp de răspuns de aproximativ 30 până la 40 ms, care este mult mai rapid decât întrerupătoarele mecanice care au un timp de răspuns de aproximativ 100 până la 150 ms . În plus, FACTURILE cu întrerupătoare mecanice sunt inflexibile și costurile de întreținere ridicate.

TCBR ( Rezistor de frânare controlat de tiristor ): Acest tip de compensator conectat în paralel este utilizat pentru a îmbunătăți stabilitatea rețelei în timpul prezenței perturbărilor.

STATCOM ( Static Compensator ) sau SVG ( Static VAR generator ): este folosit pentru a compensa energia reactivă în linie, este conectat ca un shunt .

Practic corespunde unui circuit de curent continuu, constituit în forma sa cea mai simplă de un condensator, conectat de electronica de putere la linie. Acest ansamblu se comportă ca o sursă de tensiune, prin ajustarea acestuia puteți controla schimbul de putere reactivă între linie și STATCOM. Astfel, dacă tensiunea la ieșirea STATCOM este mai mare decât cea a liniei, curentul curge în reactanța către linia care aduce putere reactivă la aceasta din urmă. Sursa de tensiune poate fi pe două niveluri sau pe mai multe niveluri. Electronica de putere poate fi realizată folosind GTO, IGCT sau IGBT.

STATCOM în detaliu
Diagrama echivalentă cu STATCOM
STATCOM își poate regla tensiunea V T pentru a furniza sau absorbi puterea reactivă a liniei. Este capabil să furnizeze curentul nominal chiar și atunci când tensiunea este aproape zero

Unul dintre avantajele STATCOM este acela de a putea furniza o cantitate mare de putere reactivă chiar și atunci când tensiunea rețelei este scăzută, spre deosebire de un SVC. Timpul său de răspuns este, de asemenea, foarte mic.

Direcția schimburilor între sursa de tensiune (de exemplu STATCOM) și linia

Setare	schimb de putere
V STATCOM > linia V	Puterea reactivă transmisă liniei
V STATCOM <V linia	Puterea reactivă consumată de STATCOM
Unghiul de transport STATCOM> Unghiul de transport al liniei	Puterea activă transmisă liniei
Unghiul de transport STATCOM <Unghiul de transport al liniei	Puterea activă consumată de STATCOM

D-Statcom : la fel, dar pentru rețelele de distribuție.

Serie

Compensarea seriei acționează în principal asupra reactanței. Astfel, reduce raportul de dependență tensiune / sarcină și poate influența distribuția sarcinii între diferite linii. Capacitățile sale de amortizare a oscilațiilor puterii active sunt bune. Funcționează ca o sursă de tensiune. Alegerea locației lor nu este la fel de sensibilă ca în cazul compensării paralele.

FSC ( Capacitate de serie fixă ) constă dintr-o capacitate care poate sau nu să fie conectată la linie. Influențați valoarea inductanței liniei. De asemenea, face posibilă limitarea rezonanțelor subcronice.
TCSR ( Thyristor Controlled Series Reactor ) constă dintr-o bobină plasată în serie cu tiristoare, întregul plasat în paralel cu o altă bobină.

TCSC ( Thyristor Controlled Series Condensator ) constă dintr-un condensator plasat în paralel cu tiristoarele și o bobină în serie. Controlul lor face posibilă variația lungimii electrice a liniei. Bobina în serie cu tiristoarele se comportă ca un TCR, dar din moment ce impedanța condensatorului este mai mică decât cea a liniei, armonicile se propagă foarte puțin în rețea.

Inductanță echivalentă a unui TCSC

Inductanța echivalentă a unui TCSC este egală cu:

{\ displaystyle X_ {TCSC} = {\ frac {jL \ omega} {{\ frac {2} {\ pi}} ((\ pi - \ alpha) + {\ frac {\ sin (2 \ alpha)} { 2}}) - LC \ omega ^ {2}}}}

TSSC ( Thyristor Switched Serie Condensator ) este un TCSC care poate fi conectat sau deconectat numai.
TSSR ( Thyristor Switched Series Reactor ) este un TCSR care poate funcționa numai cu un unghi de întârziere de 90 sau 180 °.
TPFC ( Thyristor Protected Series Condensator ) Funcționează ca un FSC influențând inductanța liniei, cu diferența că, în loc să fie protejate de paratrăsnet, tiristoarele sunt folosite pentru a ocoli curentul atunci când este necesar (QN = 401 MVAr).
SSSC ( Static Synchronous Series Compensator ): compensator de serie (reactoare sau condensatoare). Acest tip de compensator de serie (Synchronous Static Series Compensator) este cel mai important dispozitiv din această familie. Acesta constă dintr-un invertor trifazat, cu alte cuvinte o sursă de tensiune, cuplată în serie cu linia electrică folosind un transformator, ceea ce face posibilă variația capacității sau a impedanței văzute de linie. Controlul defazării dintre această sursă de tensiune și tensiunea de linie face posibilă influențarea tranzitului puterii active. Mai bine, dacă o sursă de curent continuu este prezentă în SSSC, aceasta poate compensa rezistența liniei, îmbunătățind raportul X / R care crește considerabil puterea care poate trece prin linie. Astfel, un SSSC poate varia atât puterea activă, cât și puterea reactivă, independent de curentul care curge prin linia electrică, spre deosebire de FSC și TCSC.

Hibrizi (serie - paralel)

UPFC ( Unified Power Flow Controller ); Permite o influență independentă asupra tensiunii, impedanței și a fazei. De asemenea, poate limita curentul de scurtcircuit. Principiul UPFC constă în devierea unei părți a curentului care circulă în linie pentru a o reinjecta cu o fază adecvată. Funcția convertorului 1, conectat în paralel, este să preia puterea activă și să o livreze convertizorului de serie 2. Acesta din urmă generează o tensiune Upq controlată în amplitudine și în fază, care este introdusă în linie. Poate fi comparat cu un transformator cu schimbare de fază care poate juca și cu puterea reactivă. UPFC-urile sunt cele mai sofisticate și, de asemenea, cele mai scumpe FAPTE.

IPFC ( Interline Power Flow Controller ); A fost propus în 1998. Folosește convertoare DC-DC plasate în serie cu linia care trebuie compensată. Concret, este utilizat în cazul mai multor linii conectate la aceeași stație. IPFC este alcătuit din mai multe SSSC-uri, fiecare dintre acestea furnizând compensare serială unei linii diferite. IPFC face posibilă transferarea puterii active între liniile compensate pentru a egaliza tranzitele puterii active și reactive pe linii sau pentru a descărca o linie supraîncărcată la alta mai puțin încărcată. Tensiunile injectate au o componentă în cuadratură și o componentă în fază cu curenții respectivi ai liniilor. Componenta de cvadratură permite compensarea seriei independente în fiecare linie, în timp ce componenta în fază definește nivelul puterii active schimbate cu celelalte linii. Pe legătura continuă, soldul este întotdeauna zero.
IPC ( Interphase Power Controller ) Acesta este un dispozitiv de control care este alcătuit din două impedanțe pe fază: una inductivă și cealaltă capacitivă, fiecare fiind legată direct de o unitate de schimbare de fază. Valorile acestor impedanțe sunt ridicate pentru a limita curenții în cazul unui scurtcircuit. Prin proiectare, IPC are următoarele funcții
- controlul fluxurilor de putere activă;
- limitarea curenților de scurtcircuit;
- decuplarea tensiunilor între două noduri, chiar și în cazul unei defecțiuni.

Explicația diagramei IPC

{\ displaystyle I_ {1} = {\ frac {U_ {2}} {Z_ {IPC}}}}

și

{\ displaystyle I_ {2} = {\ frac {U_ {1}} {Z_ {IPC}}}}

{\ displaystyle Z_ {IPC} = X_ {IPC} e ^ {j \ alpha _ {IPC}}}

{\ displaystyle X_ {IPC} = {\ frac {X_ {A}} {2 \ sin ({\ frac {\ alpha _ {A} - \ alpha _ {B}} {2}})}}

și

{\ displaystyle \ alpha _ {IPC} = {\ frac {\ alpha _ {A} + \ alpha _ {B}} {2}}}

TCPAR ( Thyristor Controlled Phase Angle Regulator ) sau TCPST ( Thyristor Controlled Phase-shifting transform ) sau SPS ( Static Phase Shifters ) este un transformator cu schimbare de fază al cărui comutator de robinet este făcut la tiristor pentru a-i permite să răspundă la tranzitorii. Schimbătoarele mecanice sunt într-adevăr prea lente pentru această utilizare. Nu poate genera sau absorbi putere reactivă, dar o poate distribui între faze, acesta este unul dintre dezavantajele sistemului. Chiar dacă principiul lor este clar, acest sistem rămâne pentru moment în stadiul proiectului.

VFT ( transformator de frecvență variabilă ) este un transformator rotativ, permite conectarea a două rețele asincrone între ele. Procedând astfel, el poate regla unghiul de transport. Este un transformator trifazat, cu două înfășurări, cu un secundar rotativ. General Electric apără ideea că acest sistem este foarte fiabil și necesită puțină întreținere datorită complexității sale reduse. În cazul unei defecțiuni la una dintre cele două rețele conectate, transferul de energie nu este întrerupt. Vina sa este de a consuma energie reactivă, deci este necesar să îi adăugați bănci de capacitate. Mai mult, nu este dinamic din cauza inerției axei sale.
Transformer Sen, numit după inventatorii săi, este un transformator rotativ, creează o impedanță reglabilă în serie pe linie, astfel emulând fie o capacitate, fie o inductanță. De asemenea, reglează unghiul de transport. Dispozitiv lent la bază, un schimbător de robinete pe bază de tiristor poate face posibilă, ca TCPAR, să răspundă la fenomene tranzitorii. Alternativ, poate fi construit un comutator mecanic.
GUPFC ( regulator de flux de putere unificat generalizat ) Constă din două convertoare: 1 montat ca șunt și două montate în serie pe două linii electrice diferite într-o stație electrică.

Controlează tensiunea, precum și puterea activă și reactivă care trece prin cele două linii. Puterea activă este schimbată între convertizoarele de serie și cele paralele utilizând un element comun DC.

Alte echipamente similare

HVDC

Un așa- numit HVDC „ spate în spate ” (literal: spate în spate, traducere mai bună: cap-coadă), ale cărui două capete sunt în același loc și care, prin urmare, nu include o linie de transmisie de curent continuu , poate fi asemănată la un FACT, deoarece singurul său rol este de a controla tranzitul de energie între două rețele de curent alternativ . În acest caz, poate fi numit GPFC ( Grid Power flox controller ).

Ele pot fi de două tipuri: fie bazate pe tiristoare și, prin urmare, comutate de linii, denumite „ LCC ” ( convertor de linie comutat ), ele funcționează apoi ca sursă de curent; fie bazate pe IGBT și, prin urmare, auto-comutate, acestea funcționează apoi ca sursă de tensiune, de unde și numele lor „ VSC ” ( convertor de sursă de tensiune ). Acești din urmă convertoare permit controlul independent al puterii active și reactive, care sunt corelate, respectiv, cu unghiul de transport și tensiunea stației.

Sistemele temporare de stocare a energiei nu sunt strict DATE, ci pot fi combinate sau asociate cu acestea și participă la calitatea rețelei de energie electrică :

BESS ( Battery Energy Storage System ): stocarea energiei prin baterie ; În general, unitățile BESS sunt relativ mici, dar permit schimbul de putere ridicat. Capacitatea lor de a regla rapid cantitatea de energie care trebuie furnizată sau absorbită este utilizată pentru stabilitatea tranzitorie;
IMM-uri ( stocarea energiei magnetice supraconductoare ): stocarea energiei prin inductanță supraconductoare .

IMM-urile sunt utilizate în principal pentru controlul dinamic al tranzitelor de putere în rețeaua electrică.

SCES ( Super Capacitor Energy Storage ) stocarea energiei de către supercapacitor ;
KESS ( Kinetic Energy Storage System ): stocare sub formă de energie cinetică ;
CAES ( Air Compressed Energy Storage ): stocarea energiei prin aer comprimat .

Transformator cu schimbare de fază

Deși sunt foarte diferite de FACT în ceea ce privește tehnologia lor, transformatoarele cu schimbare de fază au un rol similar cu FACTURILE: controlul tranzitelor de energie într-o rețea electrică . Acestea sunt transformatoare destul de convenționale, al căror raport de transformare este apropiat de 1, dar ale căror tensiuni de intrare și ieșire sunt schimbate de fază cu un unghi care este în general reglabil. Controlul acestui unghi face posibilă modificarea fluxului de putere. Sunt prescurtate PST ( transformator de fază ) sau PAR ( regulator de unghi de fază ) dacă sunt controlate de tiristoare TCPST .

La transformatoarele de rapel cuadratură , QBT asemenea regim tranzitoriu schimbare transformatoare, dar care funcționează oarecum particular. Tensiunea ei aduc, U T , este într - adevăr , întotdeauna ortogonală la tensiunea de intrare: . ${\ displaystyle U_ {2} = U_ {1} + U_ {T}}$

Sinteză

Alegerea tipului de Fapte trebuie făcută în funcție de configurația rețelei, nu se poate face nicio concluzie generală. Cu toate acestea, putem enumera punctele forte ale diferitelor sisteme:

Tabel rezumativ al diferențelor dintre FAPTE

	SVC	STATCOM	CSC	TCSC	Transformator cu schimbare de fază	UPFC	CPI	SSSC	HVDC
Controlul tensiunii	+++	+++	+	+	+	+++	+	+	++
Controlul fluxului de energie (rețea mesh)	0	0	+	++	+++	+++	+++	++	+++
Stabilitate dinamică (punct la punct)	+	+	+++	+++	++	+++	+++	+++	+++
Amortizarea oscilațiilor de putere (linie punct-la-punct)	+	+	+++	+++	++	+++			+++
Amortizarea oscilațiilor de putere (rețea mesh)	+	+	+	++	++	+++			+++

În 2005, puterea cumulată a FACTURILOR instalate în întreaga lume a fost de aproximativ 90.000 MVAR, defalcate după cum urmează:

FAPTE instalate la nivel mondial în 2005

Tip	Număr	Puterea cumulată în MVA
SVC	600	90.000
STATCOM	15	1.200
Compensarea seriei	700	350.000
TCSC	10	2.000
HVDC cap la coadă	41	14.000
UPFC	2-3	250

Constructie

Tipuri de semiconductori folosiți

Tiristor

FACTURILE din prima generație folosesc tiristoarele care sunt utilizate pentru a porni și opri componentele utilizate pentru a consuma sau furniza energie reactivă, în special bobinele și condensatoarele. Tiristoarele sunt pornite cu un anumit unghi de tragere a și conduc alternativ pe o jumătate de perioadă. Unghiul de tragere a este definit de la trecerea zero în direcția pozitivă a tensiunii pe tiristor care urmează să fie declanșat. Unghiul de conducere este unghiul în care conduc tiristoarele. Un tiristor începe să conducă atunci când un semnal de declanșare este trimis către acesta și tensiunea peste el este pozitivă. Se oprește din mers când curentul care curge prin el este anulat. Se spune că sunt comutate de linii, la frecvența rețelei.

Pentru a declanșa tiristoarele, comanda de tragere trebuie transmisă simultan către un număr mare de componente situate la diferite potențiale. Prin urmare, legătura trebuie izolată electric. Sunt utilizate două metode: optică ( pe bază de fibre ) și magnetică. Tehnologie optică care poate aprinde direct sau indirect tiristoarele. În metoda indirectă, electronica de comandă localizată la tensiune joasă trimite informații către electronica de înaltă tensiune, care furnizează puterea necesară pentru pornirea tensiunii la bornele tiristorului. Metoda directă, pe de altă parte, folosește energia pulsului optic pentru a aprinde tiristorul care pornește lumina.

În ceea ce privește caracteristicile, tiristoarele pot avea o tensiune de până la 8 kV la bornele lor și pot conduce în mod continuu un curent de până la 4,2 kA .

Pentru GTO sau IGBT

GTO-urile și IGBT-urile, spre deosebire de tiristoare, se pot deschide și închide oricând doresc, sunt complet controlate. Elementele care pot fi schimbate permit, în general, să obțină performanțe mai bune, să aibă un control mai bun al parametrilor. Acestea fac posibilă în special producerea de surse de tensiune alternativă dintr-o sursă de tensiune directă, cum ar fi un condensator.

GTO-urile pot atinge o frecvență de comutare de aproximativ 1 kHz , IGBT-uri de până la 10 kHz . Un alt avantaj al IGBT-urilor față de GTO este că pot regla variația curentului și a tensiunilor, respectiv di / dt și dv / dt, ceea ce face inutilă adăugarea unei bobine pentru a limita creșterea curentului.

Pentru a obține un curent nominal ridicat, un IGBT constă din mai multe cipuri montate în paralel în același ansamblu. Dioda de rotire liberă asigură fluxul de curent în direcția opusă și previne apariția unei tensiuni opuse. Dacă un IGBT este defect, acesta trebuie scurtcircuitat pentru a permite funcționarea IGBT-urilor sănătoase rămase, pentru aceasta trebuie montat un comutator, de obicei un tiristor, în paralel cu modulele.

IGBT generează pierderi care pot fi împărțite în 2 categorii: pierderi de conducere, pierderi de comutare. Acestea din urmă sunt destul de mari, IGBT având la terminale atât o tensiune înaltă, cât și un curent mare în timpul comutării sale.

Există trei strategii pentru conectarea și controlul GTO-urilor și IGBT-urilor, fie la două niveluri cu modulație a lățimii impulsului , fie la două niveluri cu trecerea la frecvența rețelei, sau o construcție pe mai multe niveluri. Modulația lățimii pulsului reproduce o tensiune fundamentală sinusoidală cu doar două niveluri de tensiune discrete, frecvența de comutare fiind mai mare decât cea a rețelei. În plus față de nivelul său ridicat de armonici, această metodă are dezavantajul de a provoca pierderi mari de comutare. Există, de asemenea, o tehnologie în care semiconductoarele sunt deschise sau închise o singură dată pe ciclu, pierderile de comutare sunt mai mici, dar transformatorul trebuie adaptat în consecință.

Transformator

Un transformator este adesea prezent între linie și electronica de putere pentru a reduce tensiunea văzută de aceste componente din urmă. Astfel, izolația electrică pentru sistemul de răcire și între partea de înaltă tensiune și partea de control, la tensiune joasă, este limitată și, prin urmare, mai economică.

Un alt avantaj al transformatoarelor trifazate este acela că permit filtrarea celei de-a treia armonici dacă cuplarea lor este stea-deltă. Pentru TCR, logica este împinsă mai departe, prin instalarea unui transformator stea-stea-deltă (YNyn0d5), TCR-urile sunt conectate la secundar și la terțiar. În acest caz, dacă sarcinile sunt echilibrate, armonicele 5 și 7 sunt, de asemenea, filtrate.

Filtre

TCR-urile se caracterizează printr-o producție ridicată de armonici de ordinul 5, 7, 11 și 13.

TSC-urile nu generează distorsiuni. Deși condensatorii comutați cu tiristor în sine nu produc armonii, reactoarele au fost instalate pentru a evita amplificarea armonicelor existente în rețea.

RCM-urile pot provoca armonici dacă reactorul are un miez de fier și este saturat. FAPTELE care utilizează tehnologii IGBT pe mai multe niveluri cauzează de obicei puține armonici.

Pentru a limita aceste armonice sau cele care vin din exterior, sunt instalate filtre de trecere înaltă sau de trecere joasă pentru a le limita. Acestea sunt conectate la bare prin intermediul întreruptoarelor.

Ecuații de putere cu FAPTE

Ecuații de putere cu FAPTE CSC

Inductanța condensatorului este notat cu X C . În prezența unui CSC, formulele puterii active și reactive transmise devin:

{\ displaystyle P_ {1} = {\ frac {V_ {1} \ cdot V_ {2}} {X-X_ {C}}} \ sin {\ delta}}

{\ displaystyle Q_ {1} = {\ frac {V_ {1} \ cdot (V_ {1} -V_ {2} \ cos (\ delta))} {X-X_ {C}}}}

SVC

Susceptance de SVC este notat cu B SVC .

{\ displaystyle P_ {1} = {\ frac {V_ {1} \ cdot V_ {2}} {X (1 - {\ frac {X \ cdot B_ {SVC}} {4}})}} \ sin { \ delta}}

{\ displaystyle Q_ {1} = {\ frac {V_ {1} \ cdot (V_ {1} -V_ {2} \ cos (\ delta))} {X (1 - {\ frac {X \ cdot B_ { SVC}} {4}})}}}

SVG sau STATCOM

${\ displaystyle P_ {1} = {\ frac {V_ {1} \ cdot V_ {2}} {X}} \ cdot (1 + {\ frac {I_ {SVG} \ cdot X} {2 \ cdot {\ sqrt {U_ {1} ^ {2} + U_ {2} ^ {2} + 2U_ {1} U_ {2} \ cos (\ delta)}}}) \ sin {\ delta}}$ ${\ displaystyle Q_ {1} = {\ frac {U_ {1} ^ {2}} {X}} + {\ frac {-V_ {1} \ cdot V_ {2} \ cos (\ delta))} { X}} + {\ frac {I_ {SVG}} {2}}}$

Se mai poate scrie că puterea adusă de STATCOM merită:

{\ displaystyle P_ {STATCOM} = {\ frac {V_ {STATCOM} \ cdot V_ {line}} {X_ {STATCOM}}} \ cdot \ sin (\ delta _ {STATCOM})}

{\ displaystyle Q_ {STATCOM} = {\ frac {V_ {STATCOM} ^ {2}} {X_ {STATCOM}}} - {\ frac {V_ {STATCOM} \ cdot V_ {line}} {X_ {STATCOM}} } \ cdot \ cos (\ delta _ {STATCOM})}

Transformator cu schimbare de fază

${\ displaystyle P_ {1} = {\ frac {V_ {1} \ cdot V_ {2}} {X}} \ sin {\ delta} + {\ frac {U_ {T} \ cdot V_ {2}} { X}} \ cos {\ delta}}$ ${\ displaystyle Q_ {1} = {\ frac {U_ {1} ^ {2} + U_ {T} ^ {2} -U_ {2} \ cdot U_ {1} \ cos (\ delta) + U_ {2 } \ cdot U_ {T} \ sin (\ delta)} {X}}}$ SSSC

Cu tensiunea V 1 considerată egală cu V 2 :

{\ displaystyle P_ {1} = {\ frac {V_ {1} \ cdot V_ {2}} {X}} \ sin {\ delta} + {\ frac {V_ {1} \ cdot V_ {SSSC}} { X}} \ cos {\ frac {\ delta} {2}}}

{\ displaystyle Q_ {1} = {\ frac {V_ {1} \ cdot (V_ {1} -V_ {2} \ cos (\ delta))} {X}} - {\ frac {V_ {1} \ cdot (V_ {SSSC} \ sin ({\ frac {\ delta} {2}}))} {X}}}

Puterea furnizată de SSSC merită

{\ displaystyle P_ {SSSC} = {\ frac {V_ {SSSC} \ cdot (V_ {2} \ sin (\ delta _ {2} - \ delta _ {SSSC}) - V_ {1} \ sin (\ delta _ {1} - \ delta _ {SSSC})} {X}}}

{\ displaystyle Q_ {SSSC} = {\ frac {-V_ {1} \ cdot (V_ {1} -V_ {SSSC} \ cos (\ delta _ {1} - \ delta _ {SSSC}) + V_ {2 } (V_ {2} + V_ {SSSC} \ cos (\ delta _ {2} - \ delta _ {SSSC}) - 2V_ {1} V_ {2} \ cos (\ delta _ {1} - \ delta _ {2})} {X}}}

Odată cu faza tensiunii produse de SSSC, fazele respectiv la intrare și la ieșirea liniei. Dacă SSSC nu schimbă nicio putere activă cu rețeaua, prima ecuație dă: ${\ displaystyle \ delta _ {SSSC}}$ ${\ displaystyle \ delta _ {1}, \ delta _ {2}}$

{\ displaystyle 0 = V_ {2} \ sin (\ delta _ {2} - \ delta _ {SSSC}) - V_ {1} \ sin (\ delta _ {1} - \ delta _ {SSSC})}

Cu alte cuvinte, tensiunea SSSC, tensiunea de serie injectată trebuie să fie întotdeauna ortogonală la curentul de linie pentru a asigura compensarea reactivă pură.

CPI

${\ displaystyle P_ {1} = {\ frac {U_ {1} U_ {2}} {X_ {IPC}}} \ cos (\ delta + \ alpha _ {IPC})}$ ${\ displaystyle Q_ {1} = {\ frac {U_ {1} U_ {2}} {X_ {IPC}}} \ sin (\ delta + \ alpha _ {IPC}) - {\ frac {U_ {1} ^ {2} X} {X_ {IPC} ^ {2}}}}$ ${\ displaystyle Q_ {2} = - {\ frac {U_ {1} U_ {2}} {X_ {IPC}}} \ sin (\ delta + \ alpha _ {IPC})}$ UPFC

${\ displaystyle U_ {M} = {\ sqrt {U_ {1} ^ {2} + U_ {T} ^ {2} +2 \ cdot U_ {1} \ cdot U_ {T} \ cos (\ phi _ { T} - \ delta)}}}$ ${\ displaystyle \ alpha = arctan ({\ frac {U_ {T} \ cdot \ sin (\ phi _ {T} - \ delta)} {U_ {1} + U_ {T} \ cos (\ phi _ {T } - \ delta)}})}$ ${\ displaystyle P_ {1} = {\ frac {V_ {1} \ cdot U_ {M}} {X}} \ sin {\ delta + \ alpha}}$ ${\ displaystyle Q_ {1} = {\ frac {U_ {M}} {X}} (U_ {M} -U_ {2} \ cos (\ delta + \ alpha) + U_ {T} \ sin (\ delta + \ alpha) + X \ cdot I_ {q})}$

Montarea containerului

STATCOM-urile și SSSC-urile sunt adesea plasate în containere . În detaliu, la ABB și la Siemens convertoarele IGBT, capacitățile pe partea de curent continuu, sistemul de control al instalației și sistemul de răcire a convertoarelor sunt în interior, în timp ce căldura transformatorului, bobinelor și schimbătoarelor sunt în exterior. În plus față de avantajul standardizării pentru producător și, prin urmare, al reducerii costurilor, de a face posibilă pre-asamblarea, ceea ce limitează lucrările la fața locului și de a limita zgomotul, un container are avantajul de a permite mutarea mai ușoară a produsului. Acest lucru este posibil datorită nivelului scăzut de armonici ale STATCOM-urilor și, prin urmare, riscului redus de rezonanță cu rețeaua preexistentă. Nu este necesar să redimensionați filtrele de fiecare dată când vă mutați.

Acesta este un avantaj, deoarece aceste dispozitive sunt adesea folosite pentru a consolida o rețea slabă, dar uneori este dificil pentru managerii de rețea să prezică evoluția acesteia pe termen lung. În cazul construirii unei centrale electrice în vecinătate, FACTURILE devin inutile și ar putea fi refolosite în altă parte, containerul simplifică funcționarea.

Ordonat

Pentru un FAPT

Sistemul de control este o parte esențială a FACTELOR. SVC-urile pot fi, în funcție de caz, controlate pentru tensiune, putere reactivă (furnizată liniei), amortizarea oscilațiilor de putere sau putere activă (trecând prin linie). STATCOM-urile pot fi controlate fie în putere activă și reactivă, fie în tensiune și unghi de transport.

În cazul unei defecțiuni și a riscului de oscilații a puterii, bucla de amortizare poate prelua din bucla de tensiune. Această buclă de amortizare se mai numește stabilizatori de sistem de alimentare (PSS).

Detalii PSS

Cea mai clasică modalitate de a obține un PSS utilizează principiul „ controlerului Lead-lag ” . Bucla de amortizare a oscilațiilor de putere STATCOM este alcătuită dintr-un bloc de întârziere în avans "Gpc" care permite obținerea unei compensări optime de fază și un bloc de câștig "KST" care asigură amortizarea dorită. În ceea ce privește PSS, un filtru high-pass, denumit „wash-out” în engleză, asigură că bucla de amortizare a oscilațiilor de putere nu reacționează la variațiile normale ale semnalului său de intrare. Un filtru de tip low-pass însoțit eventual de un limitator poate fi, de asemenea, utilizat pentru a atenua câștigul la frecvență ridicată (impact de zgomot).

Stabilizare U = K * Filtru trece jos * Filtru avans și întârziere n * Filtru trece înalt * semnal de intrare

Cu p variabila Laplace și:

{\ displaystyle Filter, lowpass = {\ frac {1} {1 + A_ {1} p + A_ {2} p ^ {2}}}}

{\ displaystyle Filter, avans / întârziere = {\ frac {1 + pT_ {1}} {1 + pT_ {2}}}}

{\ displaystyle Filter, passehaut = {\ frac {pT_ {w}} {1 + pT_ {w}}}}

În cazul unui UPFC, controlul unui parametru poate fi atribuit STATCOM, de exemplu tensiune sau putere reactivă, și un alt parametru SSSC, de exemplu impedanță de linie, putere activă sau serie de compensare. Adesea STATCOM controlează tensiunea, SSSC fluxul de putere, dar uneori este mai adecvat un control al puterii reactive de către STATCOM și setarea unei tensiuni injectate fixe pentru SSSC.

Pentru mai multe FAPTE

Atunci când multe dispozitive FACTS sunt conectate împreună într-o rețea complexă, interconectată, dacă coordonarea dintre ele nu este suficientă, pot apărea efecte nedorite pentru stabilitatea rețelei. Este posibil să se vadă apariția sau amplificarea fenomenelor de rezonanță sub-sincronă prin prezența elementelor capacitive și inductive în rețele. Aceste interacțiuni sunt în mod normal mai complexe în rețelele care cuprind compensarea seriilor deoarece pot apărea interacțiuni cu mai multe tipuri de moduri. Gama de frecvență a acestora este foarte largă, deoarece frecvența poate fi de câțiva hertz, deoarece poate fi apropiată de cea a sincronismului. Aceste interacțiuni pot fi de mai multe tipuri: interacțiuni „armonice”, efectul rezonanțelor sub-sincrone, interacțiuni sub-sincrone de torsiune și interacțiuni de reglare. Oscilațiile electromecanice din sistemele de alimentare au loc într-un interval de frecvență variind de la 0,2 la 2,5 Hz . Ele corespund unui schimb, între mașini, de energie stocată în masele rotative, adică de energie cinetică.

Pentru a evita aceste probleme, sunt dezvoltate metode de control sincronizate. Printre candidați, pe lângă metodele liniare tradiționale, găsim algoritmi minimax , metoda pătratică liniară descentralizată sau metoda LMI . Aceste metode utilizează în general modele cu semnal mic , adică studiază mici variații în jurul unui punct de echilibru.

Aplicații speciale

Pentru aplicații generale, consultați capitolul funcții .

Linii lungi

Liniile de înaltă tensiune de mare lungime se confruntă cu două probleme: prima este că unghiul lor de transport devine foarte important. Acest lucru poate fi problematic pentru stabilitatea grupurilor de producție , deoarece pot avea loc oscilații mari de putere. FAPTELE sunt apoi utile pentru a atenua aceste oscilații. Cei cu funcții de schimbare de fază fac, de asemenea, posibilă limitarea unghiului de transport. A doua problemă este legată de faptul că liniile electrice fiind în principal inductive, consumă putere reactivă. Pentru a îmbunătăți fluxul de putere, este util să plasați un condensator în serie pentru a limita această impedanță. Un TCSC este foarte eficient în limitarea oscilațiilor de putere ca pe linia care leagă nordul de sudul Braziliei, care are o lungime de 1.020 km și o tensiune de 500 kV .

Conectarea parcurilor eoliene

Parcurile eoliene sunt uneori departe de centralele electrice, deci pot fi conectate la o rețea slabă care poate avea probleme de stabilitate a tensiunii și de scurtcircuit datorită acestei noi conexiuni. Pentru a evita acest lucru, FACTUL face posibilă stabilizarea rețelei.

Cost

Construcția unui FACT care permite îmbunătățirea transferului de energie, face posibilă în același timp cumpărarea unei energii mai economice mai departe în loc de o energie scumpă și din apropiere. Astfel, este posibilă reducerea costurilor de operare. Estimarea valorii acestui tip de câștig trebuie făcută de la caz la caz.

Prețul aproximativ al diferitelor FAPTE

	SVC	STATCOM	CSC	TCSC	Transformator cu schimbare de fază	UPFC	SSSC	TCTST
Preț conform CIGRE ($ / kVA sau $ / kVAr)	35-80	48-80	10-20	32,5-40	10-30	48-80	50-80	50-100
Preț în funcție de Siemens ($ / kVA sau $ / kVAr)	60-100	60-130	10-80	55-130		90-170

Notă: Pentru UPFC, trebuie să plătiți pentru compensarea serială și paralelă.

În general, costul kVAR scade odată cu puterea instalației. Prețul FACTULUI nu este, însă, influențat doar de puterea sa: nivelul de redundanță, condițiile atmosferice și seismice, alegerea sistemului de comunicații cu centrele de dispecerizare, costul achiziției terenurilor, costurile de construcție a clădirii și costurile adaptării centralele electrice existente joacă, de asemenea, un rol important.

Consecințe asupra mediului

Beneficii

Unul dintre avantajele FACTURILOR asupra planului de mediu este evitarea construcției unei linii de înaltă tensiune, așa cum se explică în paragraful Controlul tranzitului de energie și, prin urmare, nuanțele acestora.

Rezonante

Introducerea unui condensator în serie cu linia, fie comutat mecanic, fie prin tiristoare, poate provoca rezonanțe între FAPTE și alte elemente ale rețelei. Cea mai îngrijorătoare este cea dintre impedanța liniei și capacitatea pentru frecvențe mai mici decât frecvența nominală a rețelei. Această rezonanță de joasă frecvență poate avea consecința provocării rezonanței părților mecanice ale generatoarelor de centrale electrice și deteriorării acestora. Vorbim de rezonanță sub-sincronă.

SSSC nu au această problemă din cauza inductanței parazite introduse de transformatorul lor.

Armonice

După cum sa discutat în secțiunea de filtre , unele FAPTE sunt surse de armonici, dacă filtrarea nu este eficientă, aceasta poate reduce calitatea energiei electrice.

Zgomot

Transformatoarele, transformatoarele și sistemele lor de răcire respective sunt surse de poluare fonică. Construcția containerului, construcția unei cutii de reducere a zgomotului pentru transformatoare, ventilatoarele mai lente pot reduce totuși acest factor.

Poluarea electromagnetică

Comutarea convertoarelor în FACT este în special o sursă de poluare electromagnetică și interferențe radio.

Dacă sunt prezente bobine, se creează un câmp magnetic. Pentru a evita fenomenele de inducție în metal și, prin urmare, supraîncălzirea, bobinele nu pot fi plasate într-o clădire din beton armat.

Poluarea cu petrol și explozia

FACTURILE care conțin transformatoare prezintă, de asemenea, riscurile de mediu asociate cu uleiul. Pentru a evita contaminarea apei subterane în cazul unei scurgeri, standardele electrice necesită prezența rezervoarelor de reținere sub transformatoare. În plus, uleiul mineral poate duce la explozia transformatorului în caz de incendiu.

Producătorii

ABB are în catalogul său SVC-uri, SC-uri și TCSC-uri clasice și ușoare pe 2 niveluri. Grupul susține că a comandat TSC în 1972 și primul SVC din lume în 1979. ABB a instalat peste 500 de SVC în întreaga lume, ceea ce reprezintă aproximativ 55% din total.
Siemens vinde compensatoare de serie, în paralel cu comutare mecanică ( MSC ), SVC standard (40 <MVAr <800) și în special VSC Plus (50 = MVAr = 500), utilizând tehnologia IGBT pe mai multe niveluri. El susține că a construit 44 SVC Classic din 1982, 4 SVC Plus din 2009, 28 MSC și cel puțin 43 FSC și TPFC. În plus, Siemens și-a cumpărat la sfârșitul anului 1997 concurentul Westinghouse, care fusese un pionier în sectorul FACTS prin construirea primelor SVC, STATCOM și UPFC.
Alstom oferă în catalogul său SVC, STATCOM, FSC, TCSC și MSCDN.
General Electric spune că fabrică CSC-uri din 1928 și a vândut peste 100 în întreaga lume. De asemenea, vinde VTF-uri.
American Superconductor oferă SVC modificate pe care le comercializează sub denumirea DVC și STATCOM pe care le comercializează sub marca D-Var și mașini sincrone îmbunătățite prin utilizarea superconductoarelor numite SuperVAR. DVC este un produs care cuprinde MSC-uri puse în paralel cu un STATCOM pentru a controla regimurile tranzitorii. Se afirmă că a instalat 34 STATCOM în întreaga lume începând cu anul 2000, în principal în America de Nord.
Hyosung oferă în catalogul său FSC, MSC, MSR, STATCOM, SVC și back-to-backs.
Toshiba oferă SVC-uri și STATCOM-uri.
Jema Energy oferă SVC-uri și STATCOM-uri.

Surse

Referințe

CIGRE 51 1996 , p. 6
Rachida Haimour , Control of Reactive Powers and Voltages by FACTS Devices in a Electrical Network , Ecole Normale Supérieure de l'Enseignement Technological Oran ,2009( citește online )
(ro) Naresh Acharya , Arthit Sode-Yome și Nadarajah Mithulananthan , Facts about Flexible AC Transmission Systems (FACTS) Controllers: Practical Installations and Benefits , Pathumthani, Thailand, Asian Institute of Technology ( citiți online )
Haimour 2009 , p. 36
Dike 2008 , p. 2-6
Song și Johns 1999 , p. 14
Song și Johns 1999 , p. 16
CIGRE 183 2001 , p. 48
(ro) „ Descoperiți lumea tehnologiei FACTURILOR ” (accesat la 23 aprilie 2013 )
(ro) " Introducere în electronica de putere - Aplicații în sistemele și generarea de energie electrică " (accesat la 13 mai 2013 )
CIGRE 51 1996 , p. 7
Song și Johns 1999 , p. 19
CIGRE 183 2001 , p. 60
(ro) „ Dezvoltarea transmisiei AC și DC ” (accesat la 22 mai 2013 )
Alibi 2009 , p. 37
Alain Innocent Leka , Îmbunătățirea tranzitului de energie prin dispozitive FACTS , Douala, ENSET,2008( citește online )
CIGRE 183 2001 , p. 28
CIGRE 183 2001 , p. 44
Cigré 269 2005 , p. 128
(ro) Xiao-Ping Zhang , Christian Rehtanz și Bikash Pal , sisteme flexibile de transmisie AC: modelare și control , Heidelberg, Springer,2012, 552 p. ( ISBN 978-3-642-28240-9 , citit online )
(en) Xia Jiang , Modurile de funcționare și reglementările acestora pentru controlerele FACTS bazate pe convertor de sursă de tensiune , Troy, New York, Institutul Politehnic Rensselaer,2007( citește online )
CIGRÉ 51 1996 , p. 74
CIGRE 51 1996 , p. 11
CIGRE 51 1996 , p. 20
CIGRE 51 1996 , p. 21
CIGRE 183 2001 , p. 6
CIGRE 183 2001 , p. 18
CIGRE 51 1996 , p. 18
Alibi 2009 , p. 29
CIGRE 51 1996 , p. 19
(en) Laszlo Gyusyu , Colin D. Schauder și Kalyan K. Sen , „ Compensator de serie statică sincronă: o abordare în stare solidă a compensării în serie a liniilor de transmisie ” , tranzacții de livrare a energiei electrice , IEEE, zbor. 12,ianuarie 1997( citiți online , accesat la 13 mai 2013 )
CIGRE 51 1996 , p. 25
CIGRE 51 1996 , p. 24
CIGRE 51 1996 , p. 26
(în) D. Murali și M. Rajaram , „ Control activ și reactiv al debitului de energie folosind dispozitive FACTS ” , International Journal of Computer Applications , vol. 9, n o 8,noiembrie 2010
CIGRE 51 1996 , p. 59
CIGRE 51 1996 , p. 22
Alain Innocent Leka, spre deosebire de Jean-Christophe Passelergue, pare să facă o distincție între TCPAR și SPS, diferențele, dacă există, rămân de clarificat
Song și Johns 1999 , p. 38
(în) „ proiect de furnizare a energiei ” pe General Electric (accesat la 8 mai 2013 )
(în) Kalyan K. Sen și Mey Ling Sen , „ Introducerea familiei transformatoarelor„ Sen ”: un set de transformatoare de control al fluxului de energie ” , Tranzacții la livrarea energiei , IEEE, vol. 149, nr . 1,ianuarie 2003
(în) Pavlos S. Georgilakis și Peter G. Vernados , " Controlere flexibile ale sistemului de transmisie AC: o evaluare " , Forumul științei materialelor , Elveția, Trans Tech Publications, Vol. 670,2011, p. 399-406 ( citit online , accesat la 8 mai 2013 )
(în) „ DEZVOLTAREA FACTELOR PENTRU SISTEME DE TRANSMISIE ” (accesat la 13 mai 2013 )
CIGRE 51 1996 , p. 23
CIGRE 183 2001 , p. 2
(în) „ Transmisie de curent continuu de înaltă tensiune - tehnologie dovedită pentru schimbul de energie ” (accesat la 26 decembrie 2012 )
Song și Johns 1999 , p. 39
Cigré 269 2005 , p. 44-47
Cigré 269 2005 , p. 49
(ro) Rolf Grünbaum , Bruno Halvarsson și Aleksander Wilk-Wilczynski , FAPTE ȘI LUMINĂ HVDC PENTRU INTERCONEXIUNILE SISTEMELOR DE ALIMENTARE , ABB,1999( citește online )
CIGRE 51 1996 , p. 28
CIGRE 51 1996 , p. 30
CIGRE 51 1996 , p. 32
CIGRE 51 1996 , p. 34
Alibi 2009 , p. 48
Alibi 2009 , p. 47
CIGRE 51 1996 , p. 35
CIGRE 51 1996 , p. 36
La Siemens, ABB, supraconductor american ...
CIGRE 183 2001 , p. 23
(în) Ashish Dewangan , „ Transmisie HVDC cu STATCOM ” , IOSR Journal of Engineering , vol. 2,Mai 2012, p. 1095-1101 ( citit online , accesat la 13 iunie 2013 )
Sami Ammari , Interacțiunea dispozitivelor FACTS cu sarcini dinamice în rețelele de transport și interconectare , Grenoble, Laboratoire de Génie Electrique de Grenoble ( citiți online )
Song și Johns 1999 , p. 62
CIGRE 51 1996 , p. 15
CIGRE 183 2001 , p. 20
(ro) „ Prezentarea lui D-Var ” (accesat la 8 mai 2013 )
CIGRE 51 1996 , p. 49
CIGRE 183 2001 , p. 70
(ro) Klaus Habur și Donal O'Leary , FAPTE pentru o transmisie fiabilă și rentabilă a energiei electrice , Banca Mondială cu Siemens,2005( citește online )
(în) Grupul de lucru C4.208 , EMC în cadrul centralelor și stațiilor electrice , CIGRE, al. "Broşură",aprilie 2013, cap. 535, p. 245
(în) TV Oommen , " Uleiuri vegetale pentru transformatoare umplute cu lichid " , revista IEEE pentru izolații electrice , Raleigh,2002
IEC 61936-1 standard
„ Risc de explozie a transformatoarelor ” (accesat la 11 iulie 2012 )
(în) „ STATCOM și dincolo ” (accesat la 24 aprilie 2013 )
(în) „ SVC static var compensator ” (accesat la 24 aprilie 2013 )
(în) „ Lista de referință ” (accesat la 23 aprilie 2013 )
(în) „ Referințe ” (accesat la 23 aprilie 2013 )
(în) „ Lista de referință ” (accesat la 23 aprilie 2013 )
(în) „ Lista de referință ” (accesat la 23 aprilie 2013 )
(de) „ Siemens übernimmt Kraftwerkssparte ” , Die Welt ,15 noiembrie 1997( citiți online , consultat la 23 mai 2013 )
" FAPTE: o soluție adaptată provocărilor de mâine " [ arhiva din12 februarie 2013] (accesat la 24 aprilie 2013 )
(în) „ Soluție de calitate a energiei ” pe AMSC (accesat la 8 mai 2013 )
(în) „ FAPTE ” pe hyosung (accesat la 8 mai 2013 )
(în) „ FAPTE ” pe toshiba (accesat la 8 mai 2013 )
„ Static VAR Compensator (SVC) - Jema ” , pe www.jemaenergy.com (accesat pe 29 iunie 2015 )

Bibliografie

(ro) Task Force 38.01.06 , Controlul debitului de sarcină în sistemele de înaltă tensiune folosind controlere FACTS , vol. 51, CIGRE, col. "Broşură",Ianuarie 1996
(ro) Grupul de lucru 14/37/38 / 39.24 , Tehnologia FACTS pentru acces deschis , vol. 183, CIGRE, col. "Broşură",Aprilie 2001
Sami Ammari , Interacțiunea dispozitivelor FACTS cu sarcini dinamice în rețelele de transport și interconectare , Grenoble, Laboratoire de Génie Electrique de Grenoble ( citiți online )
Abdelaàli Alibi , Controlul rețelelor electrice prin sistemele FACTS: (sisteme flexibile de transmisie AC) , Batna, Universitatea din Batna,2009( citește online )
Rachida Haimour , Controlul puterilor și tensiunilor reactive de către dispozitivele FACTS într-o rețea electrică , Școala normală superioară de educație tehnologică din Oran,2009( citește online )
(ro) Xia Jiang , Modurile de operare și reglementările acestora pentru controlerele FACTS bazate pe convertorul de sursă de tensiune , Troy, New York, Rensselaer Polytechnic Institute,2007( citește online )
Alain Innocent Leka , Îmbunătățirea tranzitului de energie prin dispozitive FACTS , Douala, ENSET,2008( citește online )
(ro) Yuong Hua Song și Allan T. Johns , Sisteme de transport flexibile de curent alternativ , Londra, instituția inginerilor electrici,1999( ISBN 0-85296-771-3 , citit online )
(ro) Grupul de lucru B4.37 , VSC TRANSMISSION , Cigré, col. "Broşură",Aprilie 2005, cap. 269
(ro) Damian Obioma Dike , Schema de compensare a puterii reactive bazată pe index pentru reglarea puterii ,2008( citește online )

Articole similare

linkuri externe

(ro) Laszlo Gyugyi și Colin D. Schauder , „ Unified flow controller: a new approach to power transmission control ” , tranzacție privind livrarea energiei , IEEE, vol. 10, n o 2Aprilie 1995( citiți online , consultat la 6 mai 2013 )
(ro) „ Grupul B4 du CIGRÉ, responsabil pentru problemele legate de HVDC și FAPTE ” (consultat la 10 iunie 2013 )