Seriekompensering med tyristorstyrning

Seriekondensatorn är en väletablerad teknik som främst används för att minska överföringsreaktans, framför allt i bulköverföringskorridorer. Resultatet är en betydande ökning av transient- och spänningsstabiliteten i överföringssystemen.

Seriekompensering med tyristorstyrning (TCSC) möjliggör snabb dynamisk modulering av den införda reaktansen. Vid sammankopplingspunkter mellan överföringsnät tillhandahåller denna modulering starkt dämpningsmoment på elektromekaniska oscillationer mellan områden. Till följd av detta gör en TCSC på cirka 100 Mvar det möjligt att sammankoppla elnät med produktionskapacitet på många tusen megawatt. Ofta kombineras TCSC med  fast seriekompensation  för att öka den övergående stabiliteten på det mest kostnadseffektiva sättet.

TCSC-konceptet möjliggör dessutom inneboende immunitet mot undertonsresonans (SSR) och möjliggör därmed utökad användning av seriekondensatorer i specifika överföringsnät som omfattar värmealstring. Immuniteten mot SSR är ett resultat av Hitachi Energys patenterade strategi för SVR-styrning.

Principer för seriekompensering med tyristorstyrning
Det finns två huvudprinciper som stödjer TCSC-teknik.

• För det första tillhandahåller TCSC elektromekanisk dämpning mellan stora elsystem genom att modulera en eller flera specifika sammankopplande kraftledningars reaktans. Detta innebär med andra ord att TCSC tillhandahåller variabel kapacitiv reaktans.
  
• För det andra ändrar TCSC sin skenbara impedans (så som den ses av linjeströmmen) för undertonsfrekvenser på ett sätt som innebär att en potentiell undertonsresonans undviks.

TCSC uppnår båda målsättningarna genom att använda styrningsalgoritmer som arbetar samtidigt. Styrningsalgoritmerna körs på tyristorkretsen (parallellt med huvudkondensatorgruppen) så att styrda laddningar läggs till i huvudkondensatorn, vilket gör den till en variabel kondensator vid grundfrekvenser men en ”virtuell induktor” vid undertonsfrekvenser.

Teknik för seriekompensering med tyristorstyrning
Ur ett främst tekniskt perspektiv liknar TCSC den konventionella seriekondensatorn. Kraftutrustningen är placerad på en isolerad stålplattform, tillsammans med tyristorventilen som används för att styra induktorn parallellt med kondensatorgruppen. Induktorn placeras på stödisolatorer utanför plattformen. Styr- och skyddssystem finns på markpotential tillsammans med andra hjälpsystem.