{{{sourceTextContent.title}}}

Générateur statique de puissance réactive (SVG / STATCOM) permettant d'obtenir un réseau électrique industriel hautement performant

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Générateur de puissance réactive statique (SVG / STATCOM)

{{{sourceTextContent.description}}}

Un générateur statique de puissance réactive (SVG), également appelé STATCOM (compensateur synchrone statique), est un dispositif FACTS (système de transport flexible en courant alternatif) basé sur l'électronique de puissance, utilisé pour la compensation dynamique de la puissance réactive, la régulation de tension, la correction du facteur de puissance et l'atténuation des harmoniques.

Contrairement à un SVC, qui utilise des réacteurs commandés par thyristors et des batteries de condensateurs, un SVG utilise un convertisseur à source de tension (VSC) équipé de commutateurs à semi-conducteurs à haute vitesse (IGBT/IGCT/SiC) pour générer ou absorber du courant réactif en continu.

1. Principe de fonctionnement

Un SVG fonctionne en contrôlant l’amplitude et l’angle de phase de la tension de sortie de son convertisseur par rapport à la tension du réseau.

Fonctionnement capacitif (production de puissance réactive)
Lorsque la tension du réseau est faible :
· Le SVG injecte un courant en avance dans le réseau
· Fournit de la puissance réactive
· Augmente la tension du réseau

Fonctionnement inductif (absorption de puissance réactive)
Lorsque la tension du réseau est élevée :
· Le SVG absorbe un courant en retard
· Consomme de la puissance réactive
· Réduit la tension du réseau

2. Composants principaux
A.) Convertisseur à source de tension (VSC)
Le composant central du SVG.
Fonctions :
· Convertit le courant continu en courant de compensation alternatif
· Génère un courant réactif contrôlé
Technologie :
· Modules IGBT
· Dispositifs IGCT
· Modules à semi-conducteurs SiC

B.) Condensateur de liaison CC
Fonctions :
· Stocke l’énergie en courant continu
· Maintient une tension de convertisseur stable
· Permet une réponse transitoire rapide

C.) Transformateur de couplage / réacteur
Fonctions :
· Relie le SVG au réseau électrique
· Assure l’adaptation de tension
· Limite l’ondulation de courant

D.) Système de commande
Comprend :
· Contrôleur DSP/FPGA
· Synchronisation PLL
· Boucle de commande de courant
· Régulation de tension
· Logique de protection

E.) Système de refroidissement
En fonction de la puissance nominale :
· Refroidissement par air
· Refroidissement par air forcé
· Refroidissement par eau

3. Fonctions de fonctionnement du SVG
A.) Compensation dynamique de la puissance réactive
Fournit :
· Puissance réactive capacitive
·Puissance réactive inductive
Temps de réponse :
·< 1 cycle (généralement de l'ordre de la milliseconde)

B.) Régulation de tension
Assure :
·La stabilité de la tension de transport
·La qualité de la tension de distribution
Applications :
·Réseaux fragiles
·Raccordements d'énergies renouvelables

C.) Correction du facteur de puissance
Le SVG compense :
·La puissance réactive en retard provenant des moteurs
·Le courant de magnétisation des transformateurs
·Les charges industrielles
Améliore :
·Le facteur de puissance
·Le rendement du réseau
·La capacité disponible

D.) Compensation des harmoniques
Le SVG peut compenser :
·La 3e harmonique
·La 5e harmonique
·La 7e harmonique
·Les harmoniques d’ordre supérieur
Réduit :
·Le THD du courant
·La distorsion de tension

E.) Équilibrage de charge
Corrige :
·Le déséquilibre du courant triphasé
·Le courant de séquence négative
Utilisé dans :
·Les systèmes de soudage
·Fours électriques
·Systèmes ferroviaires

4. Configurations des SVG
A.) SVG basse tension
Valeurs typiques :
·220 V / 380 V / 690 V
Applications :
·Bâtiments
·Centres de données
·Installations industrielles

B.) SVG moyenne tension
Valeurs typiques :
·3,3 kV
·6,6 kV
·10 kV
·35 kV
Applications :
·Usines
·Exploitation minière
·Centrales d’énergie renouvelable

C.) STATCOM haute tension
Valeurs typiques :
·66 kV
·110 kV
·220 kV
·500 kV+
Applications :
·Réseaux de transport
·Sous-stations HT

5. Caractéristiques techniques typiques
·Niveau de tension : 0,4 kV – 765 kV
·Capacité : de ±50 kVAR à ±1 000+ MVAR
·Temps de réponse : < 10 ms
·Technologie : IGBT / IGCT / SiC
·Raccordement : en dérivation
·Puissance réactive : variable en continu
·Refroidissement : par air ou par eau
·Commande : commande par convertisseur numérique

6. Avantages
·Réponse extrêmement rapide : compensation en quelques millisecondes
·Fonctionnement complet sur les quatre quadrants : génère ou absorbe de la puissance réactive
·Excellentes performances à basse tension : maintient la puissance de sortie lors des chutes de tension
·Encombrement réduit : plus petit qu’un SVC
·Absence de résonance harmonique : contrairement aux filtres passifs
·Multifonctionnalité : puissance réactive + harmoniques + correction du déséquilibre
·Haute précision : contrôle précis du courant

7. Applications
Énergies renouvelables
·Centrales solaires photovoltaïques
·Parcs éoliens
·Systèmes de stockage d’énergie par batterie
Réseaux de transport
·Stabilité de la tension
·Renforcement du réseau
·Amortissement des oscillations de puissance
Installations industrielles
·Fours à arc
·Laminoirs
·Moteurs de grande puissance
·Grues
Bâtiments commerciaux
·Centres de données
·Hôpitaux
Grands systèmes CVC
·Systèmes ferroviaires
·Équilibrage des charges de traction
·Stabilisation de la tension

8. Schéma d’installation type

Barre omnibus du réseau → Disjoncteur → Transformateur de couplage → Unité de conversion → Condensateur CC → Système de commande

Le SVG surveille en permanence le réseau et injecte le courant de compensation nécessaire.

Présentation du générateur statique de puissance réactive (SVG/STATCOM) :
Un SVG/STATCOM est un dispositif FACTS avancé basé sur la technologie des convertisseurs à source de tension qui assure une compensation de puissance réactive rapide, précise et continue. Par rapport au SVC, il offre une réponse plus rapide, un meilleur soutien de la tension en cas de perturbations, un encombrement réduit et des fonctionnalités multiples d'amélioration de la qualité de l'énergie, ce qui en fait une technologie clé pour les réseaux intelligents modernes, l'intégration des énergies renouvelables et les systèmes d'alimentation industriels haute performance.