¿Cómo trabajan juntos los generadores de VAR estáticos y los condensadores inteligentes para lograr la compensación de precisión a nivel de milisegundos?

Prefacio

Los generadores de var estáticos (SVR) son un dispositivo central para abordar los desafíos de la compensación de carga dinámica en los sistemas de energía modernos. Cuando la cuadrícula de energía se enfrenta a nivel de potencia reactiva a nivel de milisegundos, un parpadeo de voltaje excesivo o fluctuaciones dramáticas en la energía de energía renovable, los dispositivos de compensación de condensadores tradicionales, con retrasos de respuesta mecánica superiores a 200 milisegundos, no pueden responder de manera efectiva. El SVR, que utiliza una topología de puente H construida con dispositivos de potencia IGBT totalmente controlados, logra una respuesta dinámica en 5 milisegundos. Combinado con la estrategia de compensación jerárquica de los dispositivos de condensadores inteligentes, este sistema proporciona una solución completa. Este sistema coordinado puede manejar con precisión escenarios desafiantes, como las oleadas de 2500 kvar 80 milisegundos durante el período de fusión del horno de arco y las fluctuaciones de potencia minuto a minuto del 30% en los parques eólicos, lo que garantiza que el parpadeo de voltaje se mantenga por debajo del 1%, cumpliendo con los requisitos de calidad de potencia estrictos de la fabricación de semiconductores de semiconductores y el mecanizado de precisión.

Criterios de escenario de aplicación central

El despliegue del generador de var estático (SVG) requiere un diagnóstico preciso de condición operativa. Los escenarios de carga de impacto a nivel de milisegundos se determinan mediante fluctuaciones de carga superiores al 30% por segundo o las fluctuaciones de potencia reactiva superiores a 1000 kVar por 0.1 segundos. Un ejemplo típico es un espacio de 80 milisegundos de 2500 kVar causado por un cortocircuito de electrodo de horno de arco. Los indicadores críticos para escenarios sensibles a voltaje son el parpadeo de voltaje superior al 3% o una tolerancia a menos de ± 0.5%. Por ejemplo, un horno de crecimiento de silicio de cristal único requiere fluctuaciones de voltaje de no más del 1%. Los sitios de energía renovable de alta fluctuación requieren una tasa de rampa de energía superior al 10% por minuto.

Principio de tecnología de operación eficiente

Nuestro generador VAR estático diseñado utiliza una topología sujetada con un punto neutral de tres niveles y logra una regulación continua de cuatro sitios basada en módulos de potencia IGBT de voltaje de 1700 V. El núcleo de control utiliza una arquitectura FPGA de doble DSP más, realizando 256 ciclos de muestreo de alta velocidad. Las transformaciones de Clarke y Park se utilizan para desacoplar y calcular componentes activos y reactivos instantáneos en tiempo real. Un avance clave se encuentra en su mecanismo de respuesta de 5 milisegundos: la adquisición de señal y la transformación de coordenadas se completan dentro de 1 milisegundo de una perturbación de la cuadrícula, las formas de onda de modulación PWM se generan dentro de 2 milisegundos, y la corriente de compensación de salida IGBT se activa dentro de los 2 milisegundos finales. El algoritmo de separación armónica de transformación de Fourier de Fourier incorporado del sistema filma simultáneamente armónicos característicos por debajo del decimotercer orden, logrando una tasa de supresión de distorsión armónica total (THD) superior al 90%.

Combinación de generador de var estático y condensador inteligente

Los condensadores SVG y Smart se combinan para formar un sistema de compensación por etapas, maximizando la eficiencia. Las cargas de estado estacionario son manejadas por condensadores inteligentes, cuya velocidad de respuesta de 100 milisegundos se logra a través de relés de enganche magnético y condensadores precargados. La capacidad se calcula multiplicando la potencia reactiva promedio del sistema en un factor de 0.8. Las oleadas transitorias son compensadas principalmente por los generadores VAR estáticos, que logran una velocidad de respuesta de 5 milisegundos a través de IGBT totalmente controlados. La capacidad se calcula multiplicando el aumento transitorio máximo por un factor de seguridad de 1.2. La coordinación de control se logra a través de la comunicación de fibra óptica. El controlador del condensador inteligente y los datos de intercambio de SVG utilizando el protocolo IEC61850 Goose, manteniendo la latencia de transmisión de comandos dentro de 1 milisegundo. En un sistema de prensa de estampado de 1500 kW, un SVG de 500 kVar combinado con una solución de condensador inteligente de 800 kVar reduce el parpadeo de voltaje de ± 15%a ± 2%, al tiempo que reduce las tasas de falla del agotamiento del contactor en un 92%.

Resumen

Como fabricante de generadores de VAR estáticos, prometemos solemnemente, aprovechando nuestros 20 años de experiencia tecnológica: cada unidad se somete a una prueba de choque de carga completa de 72 horas antes de abandonar la fábrica, asegurando una velocidad de respuesta de 5 milisegundos precisa. También ofrecemos una interfaz de protocolo de comunicación de fibra óptica abierta, que permite la sincronización de 1 milisegundo con dispositivos de condensadores inteligentes. Mantenemos un perfil de salud del ciclo de vida completo para el equipo, asegurando una tasa de precisión de advertencia de falla superior al 95%. Las pruebas de terceros confirman que el sistema de colaboración ahorra 42,000 kWh de electricidad anualmente en comparación con las soluciones tradicionales.