Кіріспе

Қалпына келтірілетін токтың екі жиілік домені арасында электр қуатын жібереді.

Ауыспалы жиілік трансформаторы (VFT) екі (асинхронды немесе синхронды) калпына келтірілетін ток жиілік домені арасында электр қуатын жіберу үшін қолданылады. VFT салыстырмалы түрде жаңа технология. Көптеген асинхронды желілік байланыстар жоғары кернеулі тұрақты ток түрлендіргіштерін пайдаланады, ал синхронды желілік байланыстар сызықтар және "қалыпты" трансформаторлар арқылы қосылады, бірақ жүйелер арасындағы қуат ағынын басқару мүмкіндігі болмайды немесе қуат ағынын бақылауға арналған фазалық ауыстырғыш трансформатормен жабдықталады. Оны өте жоғары қуатты синхронизатор немесе жиілікті өзгертетін ротациялық түрлендіргіш ретінде қарастыруға болады, ол бірдей қуатты мотор-генератордан гөрі тиімді.

Құрылыс және пайдалану

Өзгермелі жиілік трансформаторы – сыртқы қуат тізбегіне сырғанақ сақиналары арқылы қосылған үш фазалы оралған роторы бар, тік осьті гидроэлектр генераторына ұқсас, қос қоректендірілген электр машинасы. Статор екінші тізбекке қосылған. Сыртқы момент қолданылмағанда, ротор мен статорға қосылған желілер арасындағы жиіліктердің айырмасынан шафт айналады. Сол шафтқа тұрақты токпен жұмыс істейтін моменттік мотор орнатылған; шафтқа қолданылатын моменттің бағытын өзгерту қуат ағынының бағытын өзгертеді. Өзгермелі жиілік трансформаторы үздіксіз реттелетін фазалық ығысу трансформаторы ретінде жұмыс істейді. Ол екі желі арасындағы қуат ағынын басқаруға мүмкіндік береді. Кері-кері HVDC сияқты қуат электроникасы шешімдерінен өзгеше, өзгермелі жиілік трансформаторы гармоникалық сүзгілерді және реактивті қуатты компенсациялауды қажет етпейді. Концепцияның шектеулері – ротор орамалары үшін сырғанақ сақиналарының ток өткізу қабілеті.

Жобалар

1985 және 1990 жылдар аралығында Германияның Бад-Сакса қаласындағы Нойхоф қосалқы станциясында жалпы қуаты 25 МВА болатын бес кішкентай өзгермелі жиілік трансформаторы бұрынғы Шығыс және Батыс Германияның электр желілерін байланыстыру үшін қолданылды. 2004 жылы Канаданың Квебек провинциясындағы Ланглуа қосалқы станциясы Квебек пен АҚШ-тың солтүстік-шығысындағы асинхронды желілерді қосу үшін 100 МВт өзгермелі жиілік трансформаторын орнатты. Бұл алғашқы ірі масштабты коммерциялық өзгермелі жиілік трансформаторы болды және Hydro Québec Ланглуа қосалқы станциясында орнатылды, сондай-ақ Лес-Седрес, Квебектегі он алты гидрогенератор мен Квебектегі Бохарнойдағы тағы отыз алты гидрогенераторға жақын орналасқан. 2004 жылғы сәуірден бері жинақталған тәжірибе VFT-нің жақын орналасқан генераторлармен өте үйлесімді екенін көрсетті. AEP Texas компаниясы 2007 жылдың басында АҚШ-тың Техас штатындағы Ларедо қаласында 100 МВт VFT қосалқы станциясын орнатты. Ол ERCOT (АҚШ) және CFE (Мексика) электр жүйелерін байланыстырады. (Ларедо VFT жобасын қараңыз.) Кішкентай VFT-лер үлкен құрлықтағы жел турбиналарында қолданылады, осылайша турбинаның айналу жылдамдығы электр қуатын тарату желісіне қосылғанда өзгертілуі мүмкін.

Linden VFT (Линден ВФТ)

General Electric компаниясы 2009 жылы АҚШ-тың Нью-Джерси штатындағы Линден қаласында 3 × 100 МВт VFT типті қосалқы станциясын орнатты. Ол PJM және Нью-Йорк тәуелсіз жүйе операторы (NYISO) электр жүйелерін байланыстырады. Бұл орналым синхронды қуат ағынын реттеу үшін қолданылып жатқан үш фазалық түрлендіргіш трансформатормен параллель жұмыс істейді.

Энергия саудасының экономикасы

VFT-лер екі желі арасында қуатты екі бағытта тасымалдаудың техникалық мүмкіндігін қамтамасыз етеді, бұрын мүмкін болмаған қуат алмасуға жол береді. Төмен құны бар желідегі энергия жоғары құны бар желіге (жоғары сұраныс) энергия саудасы арқылы жіберілуі мүмкін. Қуатты жеткізушілер сатады. Тасымалдау кестесін резервтеу құқықтары (TSR) тасымалдау желісінің иелері аукцион арқылы сатады. Қаржылық тасымалдау құқықтары (FTR) – энергияның тоқтауын және сұраныс құнын теңгертуге қолданылатын қаржылық құрал.