Un COMpensador Síncrono Estático (STATCOM) es un dispositivo de acción rápida capaz de proporcionar o absorber corriente reactiva y, por tanto, regular la tensión en el punto de conexión a una red eléctrica. Se incluye en la categoría de dispositivos de sistemas flexibles de transmisión de CA (FACTS). La tecnología se basa en los VSC con válvulas semiconductoras en una configuración modular de varios niveles.
El rango de salida de la corriente reactiva dinámica es simétrico (durante las condiciones normales de la red perturbada); sin embargo, es posible realizar diseños no simétricos introduciendo elementos de derivación conmutados mecánicamente o por tiristores con sistemas de control unificados para cubrir la mayoría de las aplicaciones convencionales. El diseño de los STATCOM y su rápida respuesta hacen que esta tecnología sea muy conveniente para mantener la tensión durante los fallos de la red (ya que los STATCOM son capaces de proporcionar una rápida inyección de corriente de fallo limitada a la corriente nominal), mejorando la estabilidad de la tensión a corto plazo. Además, los STATCOM pueden proporcionar corrección del factor de potencia, control de la potencia reactiva, amortiguación de las oscilaciones de potencia de baja frecuencia (normalmente mediante la modulación de la potencia reactiva), filtrado activo de armónicos, mitigación del parpadeo y mejora de la calidad de la energía. Las aplicaciones típicas son la transmisión de energía eléctrica, la distribución de energía eléctrica, las redes eléctricas de plantas industriales pesadas, los hornos de arco, los sistemas ferroviarios de alta velocidad y otros sistemas eléctricos, donde la estabilidad de la tensión y la calidad de la energía son de suma importancia.
Una configuración típica de STATCOM consiste en un VSC multinivel basado en IGBT, reactores de fase y un transformador elevador. Se conecta en derivación a la red. La corriente reactiva se proporciona o se absorbe produciendo una forma de onda de tensión interna controlada. La mayoría de los STATCOM disponibles actualmente en el mercado funcionan como GFC y requieren una referencia de tensión de red para funcionar (con un nivel definido de intensidad de red). La forma de onda de tensión se ajusta en su respuesta con referencia a la tensión del punto de conexión a la red.
En general, los STATCOMs funcionan como dispositivos controlados por corriente alterna, aunque el control de la corriente de salida se consigue a través de la regulación de la tensión interna del STATCOM (detrás de la reactancia de fase) en amplitud, mientras que el ángulo es cercano a 90 grados con respecto a la tensión del punto de conexión a la red. Si la amplitud de la tensión del STATCOM es superior a la amplitud de la tensión del sistema, se suministra a la red potencia reactiva capacitiva.
Si, a la inversa, la corriente fluye desde el sistema hacia el STATCOM y se proporciona potencia reactiva inductiva. La cantidad de corriente reactiva depende de la reactancia de cortocircuito del transformador y de la diferencia de tensión y está limitada a los límites térmicos de los IGBT. En funcionamiento normal, es decir, cuando la tensión del sistema está dentro de ciertos límites, ambas amplitudes de tensión son iguales y no se intercambia potencia reactiva con la red. Si la tensión de red está por encima del valor umbral, el control del STATCOM disminuirá la amplitud de la onda de tensión del STATCOM, haciendo que éste actúe como elemento inductivo y absorba potencia reactiva de la red. Cuando la tensión de red está por encima del valor umbral, la magnitud de la forma de onda de la tensión aumentará, haciendo que el STATCOM actúe como elemento capacitivo y proporcione corriente reactiva a la red.
Los componentes típicos de una instalación STATCOM son:
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