Compensatore statico di potenza reattiva (STATCOM)

SVC Light è un concetto VSC, basato su un convertitore multilivello modulare a catena (MMC), particolarmente adattato per applicazioni di sistemi di alimentazione. A livello fisico SVC Light può essere considerato una fonte di tensione dietro una reattanza. Genera e assorbe potenza reattiva elaborando elettronicamente le forme d’onda di tensione e corrente nel VSC, rendendo inutile l’inclusione dei rami fisici del condensatore e reattore per generare/assorbire la potenza reattiva.  È in grado di fornire un ingresso di potenza reattiva elevata alla rete più o meno privo di ostacoli posti da possibili tensioni di rete soppresse e con una risposta dinamica elevata.

Ciò è particolarmente utile, ad esempio, per supportare le reti deboli e migliorare le prestazioni dei grandi parchi eolici in condizioni di rete variabili, nonché di reti caricate da una grande percentuale di condizionatori in climi caldi e umidi. La valutazione effettiva e la velocità di risposta di SVC Light non hanno eguali. Ad esempio, nei sistemi ferroviari ad alta velocità e negli impianti industriali pesanti viene applicato per il bilanciamento della tensione dei carichi asimmetrici, mitigando lo sfarfallio della tensione creato dai forni ad arco e dal filtraggio attivo delle armoniche.  

I transistor bipolari a gate isolato (IGBT) sono componenti chiave di SVC Light. La soluzione di collegamento a catena multilivello è costruita collegando i moduli del ponte H in serie tra loro per formare le fasi del VSC. La figura 1a mostra un singolo ponte H con quattro IGBT, mentre la figura 1b mostra una configurazione in cui quattro moduli ponte H costituiscono ciascuna delle tre diramazioni di fase.

SVC Light è disponibile per tensioni di sistema fino a 69 kV e per valori nominali del convertitore fino a -/+ 360 Mvar. Per tensioni più elevate viene utilizzato un trasformatore step-down per collegare SVC Light alla rete. SVC Light fornisce un intervallo operativo simmetrico. Per le operazioni asimmetriche e al fine di ottimizzare le prestazioni i reattori e i condensatori commutati a tiristori vengono azionati in parallelo per formare soluzioni ibride.

Una fotografia delle unità modulari con ponte H, due pile di quattro moduli ciascuna, è mostrata nella figura 2. La compattezza delle valvole IGBT, l’assenza di rami fisici del condensatore e del reattore per generare/assorbire la potenza reattiva, oltre alla necessità minima di filtri per armoniche, consentono una disposizione molto compatta di SVC Light.

PCS 6000 STATCOM è un pacchetto efficiente di sistemi di alimentazione progettato specificamente per essere collegato a reti complesse. La flessibilità del sistema consente di applicarlo a un’ampia gamma di applicazioni, come la stabilizzazione dinamica della tensione, il bilanciamento della tensione dei carichi asimmetrici, la mitigazione dello sfarfallio della tensione creato dai forni ad arco e il filtraggio attivo delle armoniche.

PCS 6000 STATCOM è particolarmente competitivo in termini di tempi di installazione e requisiti di spazio. Inoltre l’elevata efficienza e la bassa manutenzione portano a bassi costi operativi. PCS 6000 offre prestazioni eccezionali per il funzionamento sia stazionario sia dinamico come dispositivo statico puro senza elementi passivi commutati.

La soluzione PCS 6000 STATCOM è praticamente esente da manutenzione, grazie al numero ridotto di parti meccaniche in movimento. Quindi le interruzioni per l’ispezione possono essere programmate in base alle esigenze e alle preferenze del cliente. L’assenza di parti rotanti nel percorso energetico si traduce in affidabilità, disponibilità e bassi costi operativi, combinati con una lunga durata. L’apparecchiatura è generalmente installata in un container preassemblato. Il sistema STATCOM, che include controlli, elettronica di alimentazione e unità di raffreddamento, è realizzato su misura per soddisfare le esigenze specifiche del cliente.

Convertitore PCS 6000

PCS 6000 STATCOM utilizza la tecnologia IGCT avanzata (tiristore commutato a gate integrato) sviluppata da Hitachi Energy sulla base della propria esperienza comprovata dei semiconduttori bipolari (GTO). I convertitori PCS 6000 sono basati su IGCT PEBB (componente elettronico di potenza). Questa standardizzazione consente di realizzare i sistemi con costi di progettazione inferiori, esercitando un’influenza positiva sul costo finale per il cliente. L’innovativa configurazione di connessione consente prestazioni armoniche molto buone senza bisogno di un filtro apposito.

Hitachi Energy ha fatto sì che il concetto di progettazione del sistema a container modulari riduca al minimo i tempi di costruzione in loco. L’apparecchiatura per il convertitore è preassemblata e testata secondo gli standard più elevati e viene spedita al sito come pacchetto containerizzato pronto per l’installazione immediata. Grazie al grado elevato di standardizzazione il lavoro definito di messa in servizio in loco delle interfacce può essere ridotto al minimo. Il design modulare permette inoltre di trasferire il sistema in un nuovo sito in breve tempo.