STATCOM – Hybrid
Da Hochleistungshalbleiter im Handel erhältlich sind, wurde die STATCOM-Technologie (Static Synchronous Compensator) Ende der 1990er Jahre eingeführt. Hitachi Energy STATCOM unter dem Markennamen SVC Light ® basiert auf modularen Multilevel (MMC)-Spannungsquellenwandlern (VSC) mit Kettengliedern, die speziell für Stromversorgungsanwendungen angepasst sind. Es ist in der Lage, hohe Blindleistung in Netzen mehr oder weniger ungehindert durch unterdrückte Spannungen und mit einer hohen dynamischen Reaktion bereitzustellen. Die Weiterentwicklung hat die VSC-Technologie mit der von Thyristor-basierten SVC (Static Var Compensator) kombiniert, wobei das Beste aus beiden Technologien kombiniert wird und gemeinsame Vorteile durch die Integration von Thyristor Switched Capacitors (TSC) und Thyristor-Switched Reactors (TSR) zur Schaffung einer Hybrid STATCOM-Lösung geboten werden.
Im Allgemeinen kommt STATCOM ins Bild, wenn der verfügbare Platz in Umspannwerken knapp ist, die Blindleistung mehr oder weniger unabhängig von der AC-Systemspannung steuerbar sein muss oder eine Ansprechgeschwindigkeit um eine Größenordnung größer als bei Thyristoren gewünscht wird. Außerdem sind VSC-basierte Lösungen weniger empfindlich und von den Netzwerkbedingungen abhängig. Oberwellenfilter in klassischen SVCs sind ein Schwachpunkt, da ihre Leistung vollständig von der Oberwellenimpedanz des Netzwerks abhängt.
Hybrid STATCOM
STATCOM selbst bietet einen symmetrischen Betriebsbereich. Für den asymmetrischen Betrieb und zur Leistungsoptimierung kann Hybrid STATCOM die beste Lösung sein, insbesondere für sehr große Mvar-Betriebsbereiche. In diesen Fällen kann die STATCOM-Stromversorgung durch Thyristor-geschaltete Zweige ergänzt werden, um den gewünschten Mvar-Ausgang zu erreichen. TSR (Thyristor Switched Reactor) bietet eine Erweiterung des induktiven Bereichs, während TSC (Thyristor Switched Capacitor) eine Erweiterung des kapazitiven Bereichs des Geräts bietet. Durch schnell geschaltete Thyristorventile im gemeinsamen Betrieb mit dem VSC ermöglichen TSR und TSC eine schnelle, wiederholte und transiente freie Umschaltung reaktiver Elemente (Reaktoren und Kondensatoren).
- Hybrid STATCOM bietet eine einfache Erweiterung des Dynamikbereichs, geringere Gesamtverluste und überlegene Notfallbehandlung.
- Das Hinzufügen eines TSR-Zweigs sorgt für eine überragende Überspannungsleistung.
- Mit einem TSC-Zweig kann eine schnelle Sperrung angewendet werden, um eine Überspannung nach dem Löschen des Fehlers zu vermeiden.
Mehrstufiger VSC-basierter STATCOM verfügt über eine geringe Oberwellenerzeugung. Da weder TSC noch TSR dem Bild Oberwellen hinzufügen, hat Hybrid STATCOM auch eine geringe Oberwellenerzeugung. Als Vorteil sind bei der Installation keine Oberwellenfilter geringer Ordnung erforderlich.
Sowohl STATCOM als auch Hybrid STATCOM für Kraftübertragungsanwendungen verwenden normalerweise einen Leistungstransformator zwischen dem Netz und der Mittelspannungs-Sammelschiene. An diesem Bus wird das VSC mit einem Kupplungsreaktor in Reihe geschaltet. Zusätzlich werden im Hybridfall parallel TSR und TSC hinzugefügt.
