STATCOM - SVC Light ®

Comme un compensateur Var statique (SVC), le STATCOM fournit instantanément et continuellement une puissance réactive variable en réponse aux transitoires de tension, soutenant la stabilité de la tension du réseau. Le STATCOM fonctionne selon les principes de la source de tension, combinant la commutation unique de semi-conducteurs haute puissance comme les IGBT (transistors bipolaires à barrière isolée) et les IGCT (thyristors à commutation à barrière intégrée).   L’utilisation de ces composants puissants signifie que l’empreinte du STATCOM peut être extrêmement petite, et Hitachi Énergie a marqué ce concept de STATCOM haute performance SVC Light ^® .

L’installation d’un STATCOM en un ou plusieurs points pertinents d’un réseau augmentera la capacité de transfert de puissance en améliorant la stabilité de la tension et en maintenant un profil de tension homogène pour diverses configurations de réseau. Le STATCOM permet également d’améliorer la qualité de l’alimentation dans l’industrie lourde comme la fabrication d’acier. 

SVC Light ^® est basé sur une plateforme technologique également utilisée dans les applications de transmission d’alimentation à courant continu à haute tension (HVDC), à savoir HVDC Light ^® . Le composant le plus important est le convertisseur de source de tension modulaire (VSC), équipé de semi-conducteurs puissants effectuant la commutation. LSVC Light est disponible pour les tensions système jusqu’à 69 kV et les convertisseurs de plus de -/+ 400 Mvar. Pour les tensions plus élevées, SVC Light est relié au réseau au moyen d’un transformateur abaisseur. SVC Light offre une plage de fonctionnement symétrique. Pour les asymétriques et afin d’optimiser les performances, les réacteurs et condensateurs commutés par thyristor sont utilisés en parallèle pour former des solutions hybrides.

Le SVC Light est un type de CST basé sur un convertisseur modulaire multiniveaux (Modular Multilevel Converter, MMC) chaîné, particulièrement adapté aux besoins des systèmes de puissance. Sur le plan pratique, le SVC Light peut être considéré comme une source de tension derrière une réactance. Il génère et absorbe la puissance réactive en traitant électroniquement les formes d’onde de tension et de courant dans le CST, rendant inutile le recours à des branches physiques de condensateurs et de réacteurs pour générer/absorber la puissance réactive.  Il est capable de fournir une puissance réactive élevée au réseau avec une réponse dynamique importante, pratiquement sans être affecté par d’éventuelles suppressions de tension du réseau.

Cela est particulièrement utile, par exemple, pour renforcer les réseaux vulnérables et améliorer les performances des grands parcs éoliens soumis à des conditions de réseau variables, ainsi que les réseaux sollicités par un pourcentage élevé de climatiseurs dans des régions chaudes et humides. Le rendement et la vitesse de réaction du SVC Light sont inégalés. Par exemple, pour les systèmes ferroviaires à haute vitesse et les usines industrielles lourdes, il est appliqué pour l’équilibrage de la tension des charges asymétriques, l’atténuation du scintillement de la tension créé par les fournaises à arc électrique et le filtrage actif des harmoniques.  

Les semi-conducteurs d’alimentation (IGBT/TCGI) sont des composants clés dans SVC Light . La solution de chaînage multiniveaux est construite en reliant en série les modules de pont en H les uns avec les autres pour former les branches de phase du CST. La figure 1a présente un seul pont en H avec quatre IGBT et la figure 1b illustre une configuration dans laquelle quatre modules de pont en H forment chacune des trois branches de phase.  La figure 2 présente la photo d’unités de pont en H modulaires, deux piles de quatre modules chacune. La compacité des vannes IGBT, l’absence de branches physiques de condensateurs et de réacteurs pour générer/absorber la puissance réactive, ainsi que le besoin minime de filtres harmoniques permettent une configuration très compacte du SVC Light.