Comment les générateurs de VAR statiques et les condensateurs intelligents travaillent-ils ensemble pour atteindre la compensation de précision au niveau de la milliseconde?

Préface

Les générateurs VAR statiques (SVR) sont un appareil central pour relever les défis de la compensation de charge dynamique dans les systèmes d'alimentation modernes. Lorsque le réseau électrique fait face à des surtensions réactives au niveau des millisecondes, un scintillement de tension excessif ou des fluctuations spectaculaires de la puissance d'énergie renouvelable, des dispositifs traditionnels de compensation des condensateurs, avec des retards de réponse mécanique dépassant 200 millisecondes, ne sont pas en mesure de répondre efficacement. Le SVR, en utilisant une topologie du pont H construit avec des dispositifs d'alimentation IGBT entièrement contrôlés, atteint une réponse dynamique dans les 5 millisecondes. Combiné avec la stratégie de compensation hiérarchique des appareils de condensateurs intelligents, ce système fournit une solution complète. Ce système coordonné peut gérer avec précision des scénarios difficiles tels que 2500 kvar de 80-millisecondes sur la période de fusion de la fournaise à arc et des fluctuations de puissance à 30% à 30% dans les parcs éoliens, garantissant un scintillement de tension est maintenu en dessous de 1%, répondant aux exigences strictes de qualité d'électricité de la fabrication de semi-conducteurs et de l'usinage de précision.

Critères de scénario d'application de base

Le déploiement statique du générateur VAR (SVG) nécessite un diagnostic précis de la condition de fonctionnement. Les scénarios de charge d'impact au niveau des millisecondes sont déterminés par des fluctuations de charge dépassant 30% par seconde ou des fluctuations de puissance réactive dépassant 1000 kvar par 0,1 seconde. Un exemple typique est un espace de 80 millisecondes de 2500 kvar causé par un court-circuit d'électrode de la fournaise d'arc. Les indicateurs critiques pour les scénarios sensibles à la tension sont des scintillement de tension dépassant 3% ou une tolérance inférieure à ± 0,5%. Par exemple, un four à croissance de silicium monocristallière nécessite des fluctuations de tension de pas plus de 1%. Les sites d'énergie renouvelable à haute fluctuation nécessitent un taux de rampe de puissance supérieur à 10% par minute.

Principe de technologie de fonctionnement efficace

Notre générateur VAR statique conçu utilise une topologie serrée à un point neutre à trois niveaux et atteint une régulation continue à quatre quadrants basée sur des modules de puissance IgBT à tenue de tension 1700 V. Le noyau de contrôle utilise une architecture FPGA à double DSP plus, effectuant 256 cycles d'échantillonnage à grande vitesse. Les transformations Clarke et Park sont utilisées pour découpler et calculer des composants actifs et réactifs instantanés en temps réel. Une percée clé réside dans son mécanisme de réponse de 5 millisecondes: l'acquisition du signal et la transformation des coordonnées sont complétées à moins de 1 milliseconde d'une perturbation de la grille, les formes d'onde de modulation PWM sont générées à moins de 2 millisecondes et le courant de compensation de sortie IGBT est déclenché dans les 2 derniers 2 millisecondes. L'algorithme de séparation harmonique de transformée de Fourier rapide intégré du système filtre simultanément les harmoniques caractéristiques en dessous de la 13e ordre, atteignant un taux de suppression total de distorsion harmonique (THD) supérieur à 90%.

Combinaison du générateur VAR statique et du condensateur intelligent

SVG et les condensateurs intelligents se combinent pour former un système de rémunération mis en scène, maximisant l'efficacité. Les charges à l'état d'équilibre sont gérées par des condensateurs intelligents, dont la vitesse de réponse de 100 millisecondes est obtenue par le biais de relais de verrouillage magnétique et de condensateurs pré-chargés. La capacité est calculée en multipliant la puissance réactive moyenne du système d'un facteur de 0,8. Les surtensions transitoires sont principalement compensées par les générateurs VAR statiques, qui atteignent une vitesse de réponse de 5 millisecondes grâce à des IGBT entièrement contrôlés. La capacité est calculée en multipliant la surtension transitoire maximale par un facteur de sécurité de 1,2. La coordination du contrôle est obtenue grâce à la communication fibre optique. Le contrôleur de condensateur intelligent et les données d'échange SVG à l'aide du protocole IEC61850 GOOSE, en gardant la latence de transmission de commande dans 1 milliseconde. Dans un système de presse d'emboutissant à 1500 kW, un SVG de 500 kvar combiné avec une solution de condensateur intelligent de 800 kvar réduit le scintillement de tension de ± 15% à ± 2%, tout en réduisant les taux de défaillance de l'épuisement professionnel de 92%.

Résumé

En tant que fabricant de générateurs VAR statiques, nous nous promettons solennellement, en nous appuyant sur nos 20 années d'expertise technologique: chaque unité subit un test de choc à chargement complet de 72 heures avant de quitter l'usine, garantissant une vitesse de réponse précise de 5 millisecondes. Nous proposons également une interface de protocole de communication en fibre optique ouverte, permettant une synchronisation de 1 milliseconde avec des dispositifs de condensateurs intelligents. Nous maintenons un profil de santé du cycle de vie complet pour l'équipement, garantissant un taux de précision d'avertissement de défaut dépassant 95%. Les tests tiers confirment que le système collaboratif économise 42 000 kWh d'électricité par an par rapport aux solutions traditionnelles.