Serienkompensation mit Thyristorsteuerung

Die Reihenkompensation ist eine etablierte Technologie, die in erster Linie zur Verringerung von Übertragungsreaktanzen eingesetzt wird, vor allem in großen Übertragungskorridoren. Das Ergebnis ist eine deutliche Erhöhung der Transienten- und Spannungsstabilität in Übertragungssystemen.

Die Serienkompensation mit Thyristorsteuerung (TCSC) ermöglicht eine schnelle dynamische Modulation der eingebrachten Reaktanz. An den Verbindungspunkten zwischen den Übertragungsnetzen sorgt diese Modulation für ein starkes Dämpfungsmoment bei den elektromechanischen Schwingungen zwischen den Bereichen. Ein TCSC mit einer Nennleistung von etwa 100 MVAr ermöglicht daher die Zusammenschaltung von Netzen mit einer Erzeugungskapazität von mehreren tausend Megawatt. Oft wird der TCSC mit einer  festen Serienkompensation kombiniert , um die transiente Stabilität auf die kostengünstigste Weise zu erhöhen.

Das TCSC-Konzept bietet auch eine inhärente Immunität gegen subsynchrone Resonanz (SSR) und ermöglicht so den erweiterten Einsatz von Reihenkondensatoren in speziellen Übertragungsnetzen mit thermischer Erzeugung. Die Immunität gegen SSR ist das Ergebnis der von Hitachi Energy patentierten SVR-Steuerungsstrategie.

Serienkompensation mit Thyristorsteuerung Prinzipien
Die TCSC-Technologie beruht auf zwei Hauptprinzipien.

• Zum einen sorgt der TCSC für eine elektromechanische Dämpfung zwischen großen elektrischen Systemen, indem sie die Reaktanz einer oder mehrerer bestimmter Verbindungsleitungen moduliert. Mit anderen Worten, der TCSC bietet einen variablen kapazitiven Blindwiderstand.
  
• Zweitens ändert der TCSC ihre scheinbare Impedanz (gemessen am Leitungsstrom) bei subsynchronen Frequenzen so, dass eine mögliche subsynchrone Resonanz vermieden wird.

Der TCSC erreicht beide Ziele durch den Einsatz von Steuerungsalgorithmen, die simultan arbeiten. Die Steuerungen wirken auf die Thyristorschaltung (die parallel zur Hauptkondensatorbank geschaltet ist), sodass dem Hauptkondensator kontrollierte Ladungen hinzugefügt werden, was ihn bei der Grundfrequenz zu einem variablen Kondensator, bei subsynchronen Frequenzen jedoch zu einer „virtuellen Drossel“ macht.

Serienkompensation mit Thyristorsteuerung-Technologie
Aus prinzipieller Sicht ähnelt der TCSC dem herkömmlichen Reihenkondensator. Die Energieanlage befindet sich auf einer isolierten Stahlplattform, einschließlich des Thyristorventils, das zur Steuerung des parallel zur Kondensatorbank angeordneten Induktors verwendet wird. Der Induktor wird auf Stützisolatoren außerhalb der Plattform platziert. Steuer- und Schutzsysteme befinden sich zusammen mit anderen Hilfssystemen auf Erdpotenzial.