Metodo di composizione del restauratore di tensione dinamica

Un restauratore dinamico di tensione (DVR), in quanto dispositivo di compensazione dinamica della tensione basato sulla tecnologia dell'elettronica di potenza, si basa su un metodo di composizione scientificamente valido e su un design strutturale modulare per le sue prestazioni complessive. Attraverso una chiara divisione funzionale e un'integrazione organica, i vari componenti lavorano in modo collaborativo per eliminare rapidamente i problemi di qualità dell'alimentazione come cali di tensione, sovratensioni, armoniche e squilibri trifase nella rete elettrica.

 

I componenti principali di un DVR generalmente includono un'unità di accumulo dell'energia, un'unità di conversione della potenza, un'unità di accoppiamento, un'unità di misurazione e controllo e sistemi ausiliari. L'unità di accumulo dell'energia è generalmente costituita da un banco di condensatori del bus CC o da un banco di batterie, responsabile di fornire una fonte di energia CC stabile per il processo di conversione dell'energia. La sua capacità e il livello di tensione sono determinati in base ai requisiti di potenza di compensazione e durata. L'unità di conversione di potenza è il cuore del funzionamento del DVR, composto da un inverter a ponte trifase- costituito da dispositivi elettronici di potenza completamente controllati (come IGBT e MOSFET SiC). Converte l'energia CC in una tensione di compensazione CA di ampiezza uguale e opposta in direzione ai componenti anomali della tensione della rete elettrica, ottenendo una regolazione dinamica ad alta-precisione.

 

L'unità di accoppiamento comprende principalmente un trasformatore di accoppiamento o un reattore in serie. La sua funzione è quella di iniettare in modo sicuro ed efficiente la tensione di compensazione in uscita dall'inverter nella linea tra la rete elettrica e il carico, garantendo al tempo stesso il necessario isolamento elettrico tra il circuito principale e la rete elettrica, sopprimendo le interferenze di modo comune- e proteggendo l'isolamento delle apparecchiature. L'unità di misurazione e controllo è composta da sensori di tensione e corrente ad alta-precisione e da un controller digitale ad alta-velocità (come un DSP o FPGA). È responsabile del campionamento e dell'analisi in tempo reale- dei parametri elettrici sulla rete elettrica e sul lato carico e della generazione di comandi di modulazione secondo un algoritmo di controllo preimpostato per guidare l'unità di conversione di potenza per completare l'attività di compensazione. Questa fase necessita inoltre di un'interfaccia di comunicazione per scambiare informazioni sullo stato operativo e sui guasti con il sistema di monitoraggio di livello-superiore.

 

Il sistema ausiliario comprende sottosistemi di raffreddamento, protezione e monitoraggio. Il sistema di raffreddamento utilizza in genere il raffreddamento ad aria o il raffreddamento a liquido per garantire che l'aumento della temperatura dei dispositivi di alimentazione in condizioni di commutazione ad alta-frequenza e di-corrente elevata rimanga entro un intervallo di sicurezza. Il sistema di protezione include protezione da sovratensione, sovracorrente, sovratemperatura e cortocircuito-, che può interrompere rapidamente i percorsi energetici in condizioni operative anomale. Il sottosistema di monitoraggio fornisce un'interfaccia uomo-macchina e funzioni di diagnostica remota, facilitando il personale di manutenzione a monitorare lo stato di salute dell'apparecchiatura.

 

In termini di configurazione, i DVR spesso adottano un approccio di progettazione modulare, incapsulando funzioni come accumulo di energia, inversione, accoppiamento e controllo in moduli indipendenti. Ciò facilita la produzione e il debug standardizzati e consente un'espansione flessibile o una configurazione ridondante in base alla capacità di carico e alle condizioni del sito. Questa configurazione strutturata e gerarchica non solo migliora l'affidabilità e la manutenibilità delle apparecchiature, ma pone anche solide basi per la sua ampia applicazione in diversi scenari come l'industria, i data center e il nuovo accesso all'energia.