Como os geradores e capacitores inteligentes estáticos trabalham juntos para obter uma compensação de precisão no nível de milissegundos?

Prefácio

Os geradores estáticos var (SVRs) são um dispositivo principal para enfrentar os desafios da compensação dinâmica de carga nos sistemas de energia modernos. Quando a grade de energia enfrenta picos de potência reativa em nível de milissegundos, ondulação excessiva de tensão ou flutuações dramáticas em energia de energia renovável, dispositivos de remuneração tradicional de capacitores, com atrasos de resposta mecânica que excedem 200 milissegundos, são incapazes de responder efetivamente. O SVR, utilizando uma topologia de ponte H construída com dispositivos de energia IGBT totalmente controlados, atinge a resposta dinâmica em 5 milissegundos. Combinado com a estratégia de remuneração hierárquica de dispositivos de capacitores inteligentes, este sistema fornece uma solução completa. Esse sistema coordenado pode lidar com precisão cenários desafiadores, como pula de 2500 kvar de 80 milissegundos durante o período de fusão do forno de arco e as flutuações de energia de 30% minuciosas a minuto em parques eólicos, garantindo que a tensão seja mantida abaixo de 1%, atendendo aos rigorosos requisitos de qualidade de energia da fabricação de semicondutores e máquinas de precisão.

Critérios de cenário de aplicativo central

A implantação estática do gerador var (SVG) requer diagnóstico preciso da condição operacional. Os cenários de carga de impacto no nível de milissegundos são determinados por flutuações de carga que excedam 30% por segundo ou flutuações de energia reativas que excedam 1000 kvar por 0,1 segundo. Um exemplo típico é um espaço de 80 milissegundos de 2500 kvar causado por um curto-circuito de eletrodo do forno de arco. Indicadores críticos para cenários sensíveis à tensão são ondulamento de tensão excedendo 3% ou uma tolerância inferior a ± 0,5%. Por exemplo, um forno de crescimento de silício de cristal único requer flutuações de tensão de não mais que 1%. Os locais de energia renovável de alta fluxo exigem uma taxa de rampa de energia superior a 10% por minuto.

Princípio da tecnologia de operação eficiente

Nosso gerador estático de estática projetado utiliza uma topologia de fixação de ponta neutra de três níveis e atinge a regulação contínua de quatro quadrantes com base nos módulos de potência IGBT de 1700V resistindo. O núcleo de controle utiliza uma arquitetura FPGA dual-DSP mais, realizando 256 ciclos de amostragem de alta velocidade. As transformações de Clarke e Park são usadas para dissociar e calcular componentes ativos e reativos instantâneos em tempo real. Um avanço importante está em seu mecanismo de resposta de 5 milissegundos: a aquisição de sinais e a transformação de coordenadas são concluídas dentro de 1 milissegundo de um distúrbio da grade, as formas de onda de modulação do PWM são geradas dentro de 2 milissegundos e a corrente de compensação de saída de saída IGBT é acionada dentro de 2 milissegundos. O algoritmo de separação harmônica de Fourier Fast Fourier integrado do sistema filtra simultaneamente os harmônicos característicos abaixo da 13ª ordem, alcançando uma taxa de supressão total de distorção harmônica (THD) superior a 90%.

Combinação de gerador Var estático e capacitor inteligente

Os capacitores SVG e inteligentes se combinam para formar um sistema de remuneração em fase, maximizando a eficiência. As cargas em estado estacionário são tratadas por capacitores inteligentes, cuja velocidade de resposta de 100 milissegundos é alcançada através de relés de trava magnética e capacitores pré-carregados. A capacidade é calculada multiplicando a potência reativa média do sistema por um fator de 0,8. Os surtos transitórios são compensados principalmente por geradores VARs estáticos, que atingem uma velocidade de resposta de 5 milissegundos por meio de IGBTs totalmente controlados. A capacidade é calculada multiplicando a onda transitória máxima por um fator de segurança de 1,2. A coordenação de controle é alcançada através da comunicação de fibra óptica. O Smart Capacitor Controller e SVG Exchange Data usando o protocolo IEC61850 Goose, mantendo a latência de transmissão de comando dentro de 1 milissegundo. Em um sistema de prensa de estampagem de 1500 kW, um SVG de 500 kvar combinado com uma solução de capacitor inteligente de 800 kvar reduz o tremor de tensão de ± 15%para ± 2%, além de reduzir as taxas de falha de queimaduras de contatores em 92%.

Resumo

Como fabricante de geradores Var estáticos, prometemos solenemente, com base em nossos 20 anos de experiência tecnológica: cada unidade passa por um teste de choque de carga total de 72 horas antes de deixar a fábrica, garantindo uma velocidade precisa de resposta de 5 milissegundo. Também oferecemos uma interface de protocolo de comunicação de fibra óptica aberta, permitindo a sincronização de 1 milissegundo com dispositivos de capacitores inteligentes. Mantemos um perfil de saúde do ciclo de vida completo para o equipamento, garantindo uma taxa de precisão de aviso de falha superior a 95%. Os testes de terceiros confirmam que o sistema colaborativo economiza 42.000 kWh de eletricidade anualmente em comparação com as soluções tradicionais.