Systéy FACS a HVDC v eletroeergetice (2) MRES 1
Modely FACS Aditačí (ipedačí) odely SVC, CSC B () Napěťové (proudové) zdroje SSSC, SACOM, FC Aditačí atice S Vstřiovací odely uzly, uiverzálí odel 2 2 B B B si B B cos cos MRES 2
Model SVC Řídicí veličia B (a) Aditačí odely L 1 C B L B C B SVC B L 2 2 si 2 B C Vstřiovací odely 2 B SVC 2 B L 2 2 si 2 B C regulace uzel, z řešeí B a regulace uzel, z řešeí B a 0 oezeo rozsahe B MRES 3
Model CSC Řídicí veličia B (a) Aditačí odely 2 ožosti uístěí (jedodušší x přesější) res res Vstřiovací odely B B L L B 2 L 2 2 2 si 2 2 si 2 2 si 2 B B MRES 4 C C B 2 C 2 si cos cos
MRES 5 Model CSC Newto-Raphso load flow X CSC záá přibude 1 větev a 1 uzel ( = 0, = 0) regulace tou přibude jeda ezáá (X CSC ) a jeda požadovaá ( ) veličia rozšířeí řádu Jaobiho atice o 1 CSC CSC CSC CSC CSC CSC X X X X X X CSC X si
Napěťový zdroj přes reataci RF Model SACOM Û SH SH e j SH X SH SH cos X 2 SH Je dodáva (odběr) přes X RF d = 0, cos d = 1 při SH > je > 0 (C ód) axiu SH dáo diezováí 1 stupeň volosti ( SH ) j SH svázá s j MRES 6
Model SACOM Newto-Raphso load flow uzlový výo Ŝ Û Î * SH Û * * G jb Û Û SH SH SH 2 G SH SH [G SH cos( SH ) B SH si( SH )] 2 B SH SH [G SH si( SH ) B SH cos( SH )] RF je X, = 0 (j SH = j ) 0 2 B SH SH B SH regulace uzel, z řešeí SH regulace uzel, z řešeí SH MRES 7
Model FC 2 apěťové zdroje ezávislé řízeí tou M, M a apětí l 3 stupě volosti SH,, j SH (j ) úhly svázay ztrátai Newto-Raphso load flow jedoduchý odel pouze při regulaci všech 3 veliči MRES 8
MRES 9 Model FC Newto-Raphso load flow oplexí odel pro libovolou regulaci 3 veliči SH SH z z z SH z SH z z z SH SH SH SH z 0 0 0 0 0 0 0 0
MRES 10 Model SSSC Newto-Raphso load flow jao FC, je SH = 0 zdroj 2 stupě volosti (, j ), řízeí M, M bez zdroje j daé proude, řízeí buď M, ebo M
MRES 11 Model S Napěťový zdroj čisté atočeí typ B Aditačí atice vliv reatace RF sériová část jao jx a ideálí převod typ AR 90 j j 1 j M 1 M 1 1 M e e e Û Û Û j e pˆ M 1 j j M 1 Û Û 1 e e 1 jx 1 Î Î
MRES 12 Model S Newto-Raphso load flow řízeí tou atočeí b uzel = 0 X si
Case study záladí stav Newto-Raphso load flow Acha, E., Agelidis, V.G., Aaya-Lara, O., Miller,.J.E.: ower Electroic Cotrol i Electrical Systes. Oxford: Newes ress, c2002. 443 s. ISBN 0-7506-5126-1 MRES 13
Case study SVC (SACOM) Cíl: v uzlu Lae u = 1 Loálí zěy apětí a toů MRES 14
Case study CSC Cíl: ve větvi Lae Mai = 21 MW Loálí zěy tou, alý vliv a apětí X CSC = -72 % X ved (zde alý vliv) MRES 15
Case study S Cíl: ve větvi Lae Mai = 40 MW Loálí zěy tou Malý vliv a apětí, větší a úhly X S = 3 X ved, b = -5,83 MRES 16
Case study FC Cíl: ve větvi Lae Mai = 40 MW, = 2 MVAr, apětí v uzlu Lae u = 1 Loálí zěy tou, i apětí MRES 17
Apliace CSC Bloy sériové opezace a vedeí Optializace výoových toů ezi oblasti iializace ztrát oezeí ruhových toů eliiace přetížeí rozděleí výoů ezi paralelí cesty MRES 18
Apliace CSC lueí výoových oscilací u propojeí s alý tlueí a velýi přeosy oscilace vyvolaé poruchai, spíáí vedeí, zěou výou výroby oezují přeosové apacity vedeí oscilace ezi oblasti 0,2 0,7 Hz CSC levější ež posíleí vedeí, účié v jaéoliv ístě istalace Oscilace a 500 V vedeí, přeos 2000 MW MRES 19
Apliace CSC lueí výoových oscilací Idie 400 V, 412 po 1f zratu MRES 20
Apliace CSC lueí subsychroí rezoace SSR u vyšších stupňů opezace ůže rezoace sériového LC obvodu odpovídat torzí itů hřídele turbogeerátorů echaicé aáháí CR rozruší itavé ódy apř. Švédso JE Forsar (blo 1300 MW evypíat vůli SSR) 30 % SC ahrazeo CSC MRES 21
Apliace SVC řeosové soustavy stabilizace apětí ve slabých sítích, po poruše sížeí přeosových ztrát zvýšeí přeosových schopostí zvýšeí dyaicé stability regulace apětí tlueí výoových oscilací Distribučí soustavy stabilizace apětí v ístech odběru sížeí jalového odběru, ižší ztráty syetrizace odběrů, ižší ztráty sížeí olsáí apětí a flicer sížeí haroicého zresleí MRES 22
Apliace SVC Norso posíleí sítí v oblasti s rostoucí spotřebou SVC +/- 250 MVAr a 400/320 V regulace apětí tlueí oscilací (0,45 Hz NOR-FIN, 0,65 Hz NOR-SWE, 0,85 Hz v Norsu) rozsah rozšíře ovládáí ěolia MSC (Mechaically Switched Capacitor) MRES 23
Apliace SVC Marylad, SA SVC -145/+575 MVAr (-L/+C) a 500 V zvýšeí přeosové schoposti (podpora a oci vedeí, při výpadu paralelího) obova apětí po poruše MRES 24
Apliace SVC Saudsá Arábie až 80% zátěže liatizace poalé zotaveí apětí po poruše, zastaveí otorů SVC -60/+600 MVAr (-L/+C) a 110 V rychlá obova apětí po poruše v ěstsé oblasti Bretaň, Fracie SVC -50/+100 MVAr a -100/+200 MVAr (-L/+C) a 225 V daleé zdroje zvýšeí přeos. apacit vedeí podpora apětí po poruše odběr při alé zatížeí ebo výrobě z OZE zaezí odpojeí VE v regiou flexibilita a plyulost řízeí apětí MRES 25
Apliace SVC eru důl a Cu a Z ve výšce přes 4000..., vedeí 220 V dlouhé 50 SVC -45/+90 MVAr (-L/+C) a 220 V zabráit odpojováí pohoů při polesu apětí (poruchy, blesy) ve vzdáleé rozvodě (3600..) MRES 26
Apliace SVC exas, SA VE přes 1000 MW v oblasti SVC -40/+50 MVAr (-L/+C) přío a 69 V apěťová stabilita bez RF jedodušší, levější, eší, bez údržby RF, rozšiřitelost (eoezeo S ), rychlejší odezva (bez X ), účiější filtry BC (Bi-directioally Cotrolled hyristors) 2 tyristory v 1 pouzdře, chladič, MRES 27
Apliace SVC Aglie (Lodý Dover) 108 vysoorychlostí železice olísavé zatížeí až 10 MW a 2 x 25 V síti, 3 apájecí body 4+2 x SVC -5/+40 MVAr (-L/+C) přío a 25 V, jedofázové podpora apětí (při výpadu 1 apájecího bodu) řízeí účiíu filtrace haroicých (od SVC i od vlaů) MRES 28
Apliace SVC Aglie (Lodý Dover) 1 x SVC -80/+170 MVAr (-L/+C) a 33 V syetrizace apětí a 400 V (až 140 MVA ezifázově, u 2 = 2 %) esyetricé řízeí SVC u 2 = 0,1 % zároveň opezace účiíu a 1 MRES 29
Apliace SVC růysl stabilizace provozu EAF, rychlá opezace áhodých zě stabilizace apětí ratší doba taveí ižší ztráty eší opotřebeí eletrod opezace účiíu syetrizace, reduce haroicých vlivy a DS MRES 30
Apliace SVC růysl stabilizace provozu EAF, rychlá opezace áhodých zě oezeí fliceru (až 2,5x) Fracie SVC 0-120 MVAr ap, 225 V, S = 4 MRES 31
Apliace SACOM exas, SA odstavea loálí eletrára, potřeba ít podporu apětí SACOM zvole vůli prostoru a hluu (ožost uzavřeí filtrů) -80/+110 MVAr a 138 V VSC syetricy +/- 95 MVAr IGB řetězce a 32 V WM a 21. haroicé MRES 32
Apliace SACOM Outoupu, Fiso zlepšeí vality el. eergie od EAF v DS i v železárách SACOM 0-164 MVAr a 33 V VSC syetricy +/- 82 MVAr, 3-úrovňový WM a 33. haroicé sížeí fliceru až 4,5x oezeí fliceru, haroicých, esyetrie, jalového odběru MRES 33
HVDC vzdáleé přeosy propojováí soustav podořsé abely připojeí odlehlých zdrojů zásobováí ěst a ostrovů tyristory x IGB MRES 34
Kriticá déla vedeí vedeí C ~ 2, L ~I 2 Cab ~ 20 50 Cve riticá déla: I abíjecí = I (ax) I 2 2 I I d rit : ax C I cos30 87% S d rit /2: ax C I cos15 97% S 2*d rit : ax 0 dlouhá vedeí abel d > 100 veoví d > 400 řešeí opezace (SVC, SACOM) podél vedeí HVDC MRES 35
HVDC - důvody použití eooicé DC vedeí i abely levější ež AC při stejé přeos. apacitě x DC rozvody dražší, tj. existuje eooicý zlo (veoví 500 1000, abel 50 125 ) eteče ižší ztráty, přeos. apacita elesá s délou techicé ožé propojeí esychroích částí sítě DC abel eá riticou délu, etřeba příčá opezace podél vedeí eviroetálí eší veoví vedeí, ožosti abelů větší přeosová apacita v daé oridoru MRES 36
HVDC - výhody ezávislý provoz propojeých systéů plá řiditelost tou epřeáší se poruchy a rychlé polesy apětí MRES 37
LCC HVDC (Lie Coutated Coverters) tyristorový ůstový ěič (6, 12 pulzí) potřeba AC apětí (stiulace proudu, outace) proud teče vetily pouze jedí sěre vždy absorbuje (usěrňovač i střídač) uté AC filtry (har., ) poruchy outace zejéa a ivertoru při polesu AC MRES 38
LCC HVDC - opoety trasforátor odolat ixu AC a DC aáháí pracovat při vyšší haroicé aáháí obvyle s přepíače odboče opezace filtry, bloy C, SVC, SACOM, AC filtry vyhlazovací L a DC straě tluí haroicé a DC řízeí a teleouiace ezi DC oci DC abely vydržet zěu polarity apětí při reverzaci tou MRES 39
LCC HVDC - provoz zratový výo soustavy Ss i. cca 2,5 S, jia apěťová estabilita, poruchy outace Ss zvýšit sychr. opezátore, poocí SVC (SACOM) epřispívá do zratu (+) silé sítě, (-) slabé sítě (proud pro ochray) jede sěr DC proudu vůli tyristorů reverzace zěou polarity DC (2 vadraty) eůže pracovat při < 5-10% DC haroicé by vypíaly tyristory oba oce spotřebovávají ~ 0,5 ztráty ěiče cca 0,8% MRES 40
LCC HVDC - systéy bac-to-bac oopolárí jedoduché, ztráty v zei < v abelu (x oroze, pole) ověji zpětý vodič bipolárí 2 ezávislé póly, bez 1 pólu se zeí 50% di. (je a souši prostor a filtry, L) 150-3000 MW, 180-500 V (vývoj 800 V, 6000 MW) MRES 41
VSC HVDC (Voltage Sourced Coverters) ůstový ěič s vypiatelýi součástai ejvíce IGB (WM 1-2 Hz) 3f AC apětí určuje ezávislou reg., etřeba C opezace filtry díy WM a vyšší f eší e pro opezaci (espíaé) ultilevel éě filtrů, lepší si AC tluiva tluí trasiety, stabilí provoz VSC DC apacita MRES 42
VSC HVDC řídicí systé apětí ěičů ovlivňuje: 1, 2, oba DC abely stálá polarita DC ožé polyer. abely (levější) provoz 4 vadraty (, ezávislé) příspěve do zratu až do I epotřebuje AC apětí i pro pasiví síť ztráty vyšší ež u LCC (IGB > tyristory, WM, více součáste) ěič cca 2% x iiu MRES 43
HVDC (VSC x LCC) 2 abely LCC až 1400 MW při ±500 V VSC až 500 MW při ±150 V (bud. 1000 MW při ±300 V) MRES 44
Multi-terial HVDC lasicy 2 ěiče s jedí DC spojeí lze i více ěičů jede reg., ostatí to ožé LCC i VSC (ve světě 2xLCC, 1xVSC ve výstavbě) výhody VSC bez chyb outace a utého restartu celého systéu provoz ezávisí a Ss reverzace bez zěy polarity DC (u LCC speciálí desig) bez uté teleouiace MRES 45
aralelí HVDC a AC rozděleí vý. toů řízeí HVDC s VSC avíc i reg. apř. při rozšiřováí VE HVDC plě řídí bez ruhových toů AC posílí offshore síť i pro LCC MRES 46
Výhody HVDC pro VE ožost asychroího chodu (AG) porucha sítě se epřeese VE lepší přeoáí poruch bez odpojeí běhe poruchy árůst f u VE, AC síť epřije speciálí řídicí opatřeí a ěičích ebo přídavý odporí tluí výoové oscilace orálí provoz VE výhody VSC evyžaduje outačí apětí pracuje plyule při jaéoliv tou bez poruch outace eší (opatější) staice ež u LCC pro AC síť jao ge. bez J, alý příspěve do zratu MRES 47