Compensateur statique (STATCOM)

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. À titre d’exemple, les systèmes ferroviaires à grande vitesse et les installations industrielles lourdes l’utilisent pour équilibrer la tension des charges asymétriques, atténuer le papillotement de la tension créé par les fours à arc électrique et assurer un filtrage actif des harmoniques.  

Les transistors bipolaires à grille isolée (IGBT) sont des composants clés du 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.

SVC Light est disponible pour des tensions de réseau allant jusqu’à 69 kV et des puissances de convertisseur allant jusqu’à -/+ 360 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.

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.

PCS 6000 STATCOM est un ensemble performant de systèmes de puissance spécialement conçu pour les réseaux exigeants. Grâce à sa flexibilité, le système peut être adapté à un large éventail d’applications telles que la stabilisation dynamique de la tension, l’équilibrage de la tension des charges asymétriques, l’atténuation du papillotement de la tension créé par les fours à arc électrique et le filtrage actif des harmoniques.

Le PCS 6000 STATCOM est particulièrement compétitif en matière de temps d’installation et d’encombrement. De plus, son rendement élevé et sa faible maintenance permettent de réduire les coûts d’exploitation. Le PCS 6000 offre des performances exceptionnelles, tant en régime permanent qu’en fonctionnement dynamique, en tant que dispositif purement statique sans éléments passifs commutés.

La solution PCS 6000 STATCOM ne requiert pratiquement aucun entretien, en raison du nombre réduit de pièces mécaniques mobiles. Les arrêts pour inspection peuvent donc être programmés en fonction des besoins et des préférences du client. L’absence de pièces mobiles sur le trajet de l’énergie se traduit par une fiabilité et une disponibilité extrêmement élevées, des coûts d’exploitation réduits et une durée de vie prolongée. L’équipement est généralement installé dans un contenant préassemblé. Le système STATCOM, y compris les commandes, l’électronique de puissance et l’unité de refroidissement, est conçu sur mesure pour répondre aux exigences spécifiques du client.

Convertisseur PCS 6000

Le PCS 6000 STATCOM utilise une technologie TCGI (thyristor à commutation de grille intégré) de pointe développée par Hitachi Énergie à partir d’un semi-conducteur bipolaire éprouvé (GTO). Les convertisseurs PCS 6000 se composent d’un bloc fonctionnel électronique d’alimentation (PEBB) à base de TCGI. Cette normalisation permet de réaliser des systèmes dont les coûts d’ingénierie et de conception sont moindres, ce qui a un effet bénéfique sur le coût final pour le client. La configuration innovante de la connexion permet d’obtenir de très bonnes performances en matière d’harmoniques, sans avoir recours au filtrage.

Hitachi Énergie a veillé à ce que la conception modulaire du système permette un temps d’installation réduit au minimum sur le site. L’équipement du convertisseur est préassemblé et testé selon les normes les plus strictes, et est expédié sur site sous forme de module prêt à être immédiatement installé. Grâce au haut degré de standardisation, les interfaces définies lors des travaux de mise en route sur site peuvent être réduites au minimum. Sa conception modulaire permet même de déplacer le système vers un nouveau site en peu de temps.