정적 동기 보상기(STATCOM 또는 SVG)는 전압 소스 변환기(VSC)를 기반으로 하는 일종의 동적 무효 전력 보상 장비입니다. 2세대 팩트 디바이스의 대표적인 대표주자이다. 이 기사에서는 정적 동기 보상기의 분류를 간략하게 소개합니다.
다음은 목차 목록입니다.
정적 동기 보상기의 이론적 분류
기본 유닛의 인버터 모듈별 분류
구성요소별 분류
전압 등급별 분류
이론적으로, STATCOM은 전압 소스 유형과 전류 소스 유형으로 나눌 수 있습니다. 회로 구조 측면에서 전압 소스 STATCOM의 DC 측에는 병렬로 큰 정전 용량이 있어 연속 충전 및 방전 또는 장치 정류 과정에서 전압이 크게 변하지 않도록 보장하며 브리지 측 직렬 인덕턴스인 반면, 전류원 STATCOM은 DC 측 직렬 큰 인덕턴스로 장치 정류 또는 충방전 장치의 전류와 브리지 측 병렬 인덕턴스에 큰 변동이 없도록 보장합니다.
실제 적용에서 일반적으로 사용되는 대용량 STATCOM은 기본적으로 전압 소스 구조를 채택합니다. 그러나 SVG는 무효 전력 보상을 위한 전류원으로 제어될 수 있습니다. 국내 문헌에서는 새로운 STATCOM 제어 전략이 제안되고 있는데, 즉 VCCS(Voltage Controlled Current Source) 전략과 개선된 VCVS(Voltage Controll Voltized Source) 전략을 사용하여 PCC(Point of Common Coupling)에서의 전압 불균형을 보상하는데, 특히 용량이 작은 경우에는 VCCS 방식이 최고의 보상 효과를 얻을 수 있다.
기본 단위 인버터 모듈에 따라 STATCOM은 단상 브리지 2레벨, 3상 브리지 2레벨 및 3상 브리지 다중 레벨로 나눌 수 있습니다. 대용량 및 고전압 레벨의 적용에서는 여러 개의 저전압 및 소용량 변환기를 변압기를 통해 결합해야 하는 경우, 즉 다중성이 필요한 경우가 많습니다. 또는 변압기를 사용하여 AC 입력 및 출력 측을 높이거나 감압하는 데 사용됩니다. 이는 에너지 소비, 큰 고조파 함량 및 낮은 시스템 효율이라는 단점이 있습니다. 멀티레벨 컨버터의 스위칭 장치는 작은 전압 스트레스를 견뎌냅니다. 예를 들어, 3레벨 컨버터의 각 스위칭 장치의 전압 스트레스는 2레벨 컨버터의 절반으로 고조파 함량이 적고 손실도 낮습니다. 따라서 대용량 경우에 널리 사용되고 개발되었습니다.
STATCOM은 구성 요소에 따라 GTO 유형, IGBT 유형, IGCT 유형, SCR 유형, GTR 유형 및 MOSFET 유형으로 나눌 수 있습니다. 전력 변환을 기반으로 하는 팩트 장비는 일반적으로 GTO, 개선된 GTO(IGBT, MTO, ETO 등) 및 (HV) IGBT에서 주로 선택되는 완전 제어 장치를 채택합니다. GTO를 인버터 전원장치로 세계 최초로 적용한 스태콤(STATCOM)은 EPRI와 웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니(Westinghouse Electric Company)가 공동으로 개발한 1mvar 용량의 제품이다. 중국의 20mvar STATCOM과 일본 Kansai 전력 시스템의 Inuyama 스위칭소에 있는 80mvar STATCOM은 GTO를 전력 장치로 사용합니다. IGBT는 소규모 경우에 적합합니다. ABB 회사가 개발한 배포판 STATCOM은 여러 IGBT를 직렬로 채택합니다.
전압 레벨에 따라 STATCOM은 고전압 송전망 보상과 저전압 배전망 보상으로 나눌 수 있습니다. 고전압 전송 네트워크에서 STATCOM은 변압기를 통해 전력망에 연결되어야 합니다. 저전압 배전망에서 D-STATCOM은 리액터를 통해 병렬로 연결되거나 직접 병렬로 연결됩니다. D-STATCOM의 기본 작동 원리는 브리지 회로를 리액터를 통해 또는 직접 병렬로 전력망에 연결하고, 회로의 AC 측에서 출력 전압의 진폭 또는 위상을 적절하게 조정하거나, 회로의 AC 측에서 전류를 직접 제어하여 회로 시스템이 요구 사항을 충족하는 무효 전류를 수확하여 보낼 수 있도록 하는 것입니다. 이를 통해 무효 전력의 동적 보상 목적을 실현할 수 있습니다. 또한 펄스 폭 변조를 통해 특정 고조파를 제거할 수 있습니다.
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