静止补偿器 (STATCOM)
电力负载既产生又吸收无功功率。由于传输的负载通常从一个小时到下一个小时变化很大,因此电网中的无功功率平衡也不同。这可能导致电压出现不可接受的变化,包括电压下降甚至电压崩溃。
与 SVC 一样,STATCOM 能够以更快的速度持续提供可变无功功率,以响应电压变化,从而支持电网的稳定性。STATCOM 根据电压源转换器 (VSC) 原理运行,将独特的 PWM(脉冲宽度调制)与毫秒开关相结合。STATCOM 功能对谐波滤波器的需求非常有限,使得物理占地面积较小。如果需要,开关式或固定式空芯式电抗器和电容器可与 VSC 一起使用,作为额外的无功功率元件,以实现任何所需的范围。
在电网的一个或多个合适位置安装 STATCOM 将通过增强电压稳定性和在不同网络条件下保持平稳电压分布来提高电力传输能力。它执行有源滤波的能力对于提高电能质量也非常有用。
日立能源在高功率 STATCOM 领域的产品包括轻型 SVC STATCOM 和 PCS 6000 STATCOM,其中 PCS 6000 STATCOM 适用于高达 40 Mvar的单位额定功率,轻型 SVC Light STATCOM 适用于超过 40 Mvar的额定功率。
SVC Light® STATCOM
轻型 SVC 是一种 VSC 概念,基于挂环模块化多电平换流器 (MMC),特别适用于电力系统应用。从物理上讲,SVC Light可以看作是电抗之后的电压源。它通过对VSC中的电压和电流波形进行电子处理来生成和吸收无功功率,从而不必包括用于生成/吸收无功功率的物理电容器和电抗器支路。 它能够产生或多或少不受电网电压抑制的高无功功率输入,并具有高动态响应。
例如,这对于支撑薄弱的电网,改善大型风电场在变化的电网条件下,以及在炎热和潮湿气候下由大量空调为负载的电网的情况下,性能特别突出。轻型 SVC 的有效额定功率和响应速度优越。例如,对于高速铁路系统和重工业厂房,它用于不对称负载的电压平衡,降低电弧炉产生的电压闪变,以及有源谐波滤波。
IGBT(绝缘栅双极晶体管)是 轻型 SVC中的关键组件。多级挂环解决方案是通过将 H 桥模块相互串联以形成 VSC 的相臂而构建的。图 1a 显示了具有四个 IGBT 的单个 H 桥,图 1b 显示了四个 H 桥模块组成三个相臂中的每一个的配置。
轻型 SVC 可用于高达 69 千伏的系统电压和 -/+ 360 Mvar的转换器额定功率。对于更高的电压,使用降压变压器将轻型 SVC 连接到电网。SVC Light基于对称的工作模式。对于非对称操作,以及为了优化性能,晶闸管开关电抗器和电容器并行操作以形成混合解决方案。
图 2 显示了模块化 H 桥单元的照片,共有 4 个模块,每个模块有两个堆栈。结构紧凑的 IGBT 阀,没有用于产生/吸收无功功率的物理电容器和电抗器支路,加上对谐波滤波器的微小需求,使得轻型 SVC 的布局非常紧凑。
PCS 6000 STATCOM
PCS 6000 STATCOM 是一款高效的电力系统套件,专为连接到要求苛刻的网络而设计。该系统的灵活性使其能够应用于广泛的应用,例如动态电压稳定、不对称负载的电压平衡、减轻电弧炉产生的电压闪变以及有源谐波滤波。
PCS 6000 STATCOM 在安装时间和空间要求方面特别具有竞争力。此外,高效率和低维护导致低运营成本。PCS 6000 作为纯静态器件,无开关无源元件,在稳态和动态操作方面均具有出色的性能。
PCS 6000 STATCOM 解决方案几乎无需维护,因为移动机械部件的数量较少。因此,可以根据客户的需求和偏好安排停机检查。能量路径中没有旋转部件,可实现极高的可靠性、可用性和低运营成本以及较长的预期寿命。该设备通常安装在预组装的集装箱中。STATCOM 系统中包含控制、电力电子和冷却装置,专为满足客户特定要求而量身定制。
PCS 6000 转换器
PCS 6000 STATCOM 采用先进的 IGCT 技术(集成门极换向晶闸管),该技术由日立能源在成熟的双极半导体背景 (GTO) 中开发。PCS 6000 转换器基于 IGCT PEBB(电力电子标准模块)。这种标准化降低了工程和设计的成本,从而对客户的成本产生了积极的影响。创新的连接配置可实现非常好的谐波性能,通常不需要谐波滤波器。
节省时间
日立能源确保模块化集装箱系统的设计理念将有效减少现场施工时间。转换器设备经过预先组装和高标准测试,以集装箱形式发往现场,准备就绪,可立即安装。高度标准化,可减少现场调试工作中定义的接口数。由于采用模块化设计,该系统甚至可以在短时间内迁移到新站点。
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