
STATCOM ( Compensateur synchrone statique) joue un rôle crucial dans le maintien stabilité de la tension dans les systèmes électriques en injectant ou en absorbant dynamiquement puissance réactive (VAR) Sa capacité à réguler les niveaux de tension le rend essentiel pour améliorer la qualité de l'énergie, en particulier dans les réseaux à forte pénétration d'énergie renouvelable ou dans les réseaux fortement chargés, principalement dans les réseaux moyenne ou haute tension.
STATCOM (compensateur synchrone statique) Il s'agit d'un dispositif d'électronique de puissance utilisé dans les systèmes électriques pour assurer une compensation rapide de la puissance réactive, une régulation de la tension et une amélioration de la stabilité. Il fait partie de la famille des systèmes de transmission CA flexibles (FACTS) et est largement utilisé dans les réseaux électriques modernes pour améliorer la qualité de l'énergie et l'efficacité du système.
UN STATCOM se compose d'un convertisseur de tension-source (VSC), d'un condensateur CC et d'un transformateur de couplage.
Le VSC génère une tension alternative en phase avec le réseau mais avec une amplitude réglable.
Si la tension de sortie est supérieure à la tension du réseau, elle injecte une puissance réactive capacitive (en avance).
Si la tension de sortie est inférieure, elle absorbe la puissance réactive inductive (en retard).
Le condensateur CC fournit le stockage d'énergie nécessaire au convertisseur.
Compensation de puissance réactive
Génère ou absorbe de la puissance réactive (VAR) de manière dynamique pour maintenir la stabilité de la tension.
Contrairement aux SVC (compensateurs VAR statiques) traditionnels, les STATCOM utilisent des convertisseurs de source de tension (VSC) pour une réponse plus fluide et plus rapide.
Régulation de tension
Maintient la tension du bus à un niveau souhaité en injectant ou en absorbant de la puissance réactive.
Aide à atténuer les baisses de tension, les surtensions et les scintillements.
Performance dynamique
Réponse plus rapide par rapport aux commutateurs mécaniques et aux compensateurs à thyristors (temps de réponse en millisecondes).
Efficace pour amortir les oscillations de puissance et améliorer la stabilité transitoire.
Pas besoin de gros condensateurs/réacteurs
Utilise des condensateurs CC et de l'électronique de puissance (IGBT/GTO) au lieu de composants passifs encombrants.
Capacité de démarrage à froid
Quelques STATCOM s peut aider à rétablir l'alimentation électrique en cas de panne de courant en fournissant un support de puissance réactive.
STATCOM (compensateurs synchrones statiques) et les SVC (compensateurs statiques VAR) fournissent tous deux une compensation de puissance réactive, mais STATCOM Ils offrent des performances supérieures dans les systèmes électriques modernes. Voici une comparaison détaillée :
Appareil | Temps de réponse | Implications |
STATCOM | < 1 cycle (5–10 ms) | Meilleur pour la stabilité transitoire, l'atténuation du scintillement et le contrôle rapide de la tension. |
SVC (TCR/TSC) | 2 à 4 cycles (40 à 100 ms) | Plus lent en raison des délais de commutation des thyristors. |
✅ STATCOM victoires → Essentiel pour les parcs éoliens/solaires, les liaisons HVDC et les réseaux faibles nécessitant des corrections ultra-rapides.
Appareil | Comportement lors des creux de tension |
STATCOM | Maintient le courant réactif complet même à des tensions très basses (jusqu'à 0,2 pu). |
SVC (TCR/TSC) | La puissance réactive de sortie diminue avec la tension² (P = V²/X). |
✅ STATCOM victoires → Essentiel pour la gestion des pannes de courant (FRT) dans les énergies renouvelables et pour prévenir les pannes de courant.
Appareil | Composants | Besoin d'espace |
STATCOM | Convertisseur tension-source (VSC) + condensateur CC | Compact (30 à 50 % plus petit que le SVC). |
SVC (TCR/TSC) | Réacteurs contrôlés par thyristors (TCR) + batteries de condensateurs | Encombrant (nécessite de gros réacteurs et condensateurs). |
✅ STATCOM gagne → Idéal pour les sous-stations urbaines, les plates-formes offshore et les installations mobiles.
Appareil | Génération d'harmoniques | Exigences relatives aux filtres |
STATCOM | Faible (contrôlé par PWM, < 3 % THD) | Filtrage minimal nécessaire. |
SVC (TCR/TSC) | Haut (5e, 7e harmoniques) | Nécessite des filtres volumineux. |
✅ STATCOM gagne → Réduit les coûts de filtrage et évite les problèmes de résonance avec l'impédance du réseau.
STATCOM peut être conçu pour une connexion directe à moyenne tension (MT) (par exemple, 11–33 kV).
Le SVC nécessite souvent des transformateurs élévateurs supplémentaires pour les réseaux MT/HT.
✅ STATCOM victoires → Coûts et pertes d'équipement réduits.
Appareil | Transition de puissance réactive |
STATCOM | Contrôle continu (sans couture) – Aucun délai entre les modes capacitif/inductif. |
SVC (TCR/TSC) | Pas à pas (retards de commutation TSC) – Limité par la taille des batteries de condensateurs. |
✅ STATCOM gagne → Régulation de tension plus fluide et meilleure stabilité du réseau.
STATCOM présente des pertes plus faibles (~1–2 %) par rapport au SVC (2–4 %), en particulier à faibles charges.
Le SVC souffre de pertes de réacteur fixes même lorsqu'il est inactif.
✅ STATCOM victoires → Meilleur pour les économies d’énergie dans les systèmes à charge variable.
Fonctionnalité | Statcom | SVC |
Vitesse | Plus rapide (ms)✅ | Plus lent (cycles) |
Support basse tension (LVRT) | Excellent✅ | Pauvre |
Empreinte | Compact✅ | Volumineux |
Harmoniques | Faible✅ | Haut |
Efficacité | Mieux✅ | Des pertes plus élevées |
Coût (petit-moyen) | Compétitif✅ | Moins cher pour les grandes échelles |
Complexité | Supérieur (technologie VSC) | Plus simple (thyristors)✅ |
Pour les réseaux modernes, les énergies renouvelables et le contrôle dynamique de la tension, STATCOM constitue le meilleur choix grâce à sa rapidité, sa compacité et ses performances exceptionnelles en basse tension. Cependant, les SVC restent pertinents pour les projets de grande envergure, sensibles aux coûts et nécessitant des exigences de réponse moins strictes.
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Voici les spécifications techniques détaillées d'un système STATCOM 11 kV, couvrant les paramètres clés requis pour l'approvisionnement, la conception et le déploiement :
Spécifications techniques | |
Paramètres généraux | |
Paramètres | Caractéristiques |
Tension nominale | 6,6 kV ±10% |
Puissance réactive nominale (appareil unique) | ± 1MVAr~ ± 15 MVAr |
Temps de réponse | Pas plus de 10 ms |
Circuit de refroidissement | Système refroidi par air ou par liquide |
Modes de contrôle | Régulation de tension, correction PF, contrôle VAR |
Protocole de communication | CEI 61850, Modbus, DNP3, intégration SCADA |
Caractéristiques électriques | |
Plage de tension de fonctionnement | 0,8 pu à 1,2 pu |
Gamme de fréquences | 47–52 Hz ou 57-62 Hz |
Distorsion harmonique (THD) | < 3 % (conforme à la norme IEEE 519) |
Capacité de surcharge |
1,1 fois le fonctionnement continu, alarme après 3 minutes 1,2 fois le trajet après 1 minute 1,3 fois le trajet instantanément |
Conception mécanique
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Enceinte | Type de conteneur intérieur ou extérieur |
Indice de protection IP | IP30 (intérieur), IP54 (extérieur) |
Circuit de refroidissement | Système refroidi par air ou par liquide |
Caractéristiques de protection et de sécurité
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Protection contre les surintensités, les surtensions et les sous-tensions
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Capacité de résistance aux courts-circuits (1 s)
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Systèmes de contrôle redondants (configuration N+1) | |
Système d'extinction d'incendie (pour les unités refroidies par liquide) | |
Système de contrôle
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Contrôleur numérique (basé sur DSP/FPGA) | |
Surveillance en temps réel (tension, courant, flux VAR) | |
Algorithmes d'auto-réglage pour la réponse dynamique | |
Alimentation auxiliaire
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400 Vca, 220 Vcc, 110 Vcc
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Les exploitations minières de charbon utilisent de gros moteurs, concasseurs et convoyeurs, ce qui entraîne des fluctuations de tension, une distorsion harmonique et un faible facteur de puissance. Un STATCOM de 6,6 kV assure une compensation dynamique de la puissance réactive, garantissant une qualité d'énergie stable et réduisant les contraintes sur les équipements.
Cause : Démarrages/arrêts brusques des moteurs de transport, des concasseurs.
Effet : Lumières vacillantes, déclenchement d'équipements sensibles.
Cause : Moteurs à induction, transformateurs et câbles longs.
Effet : pénalités de service public, pertes d’énergie plus élevées.
Cause : Variateurs de fréquence (VFD), redresseurs.
Effet : Surchauffe, panne prématurée du moteur.
Cause : Charge inégale des systèmes triphasés.
Effet : Vibration du moteur, efficacité réduite.
Injection/absorption de puissance réactive en <10 ms pour lisser les creux de tension.
Réduit le calage du moteur lors des démarrages du tapis roulant.
Maintient PF ≥ 0,95, évitant ainsi les pénalités d'utilité.
Certains STATCOM incluent une compensation harmonique sélective (jusqu'au 25e ordre).
Compense les courants de phase irréguliers, améliorant ainsi la durée de vie du moteur.
Paramètre | Spécification |
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Niveau de tension | 6,6 kV (connecté au poste de la mine) |
Puissance réactive | ±15 MVAr (réglable en fonction de la charge) |
Temps de réponse | <10 ms |
Refroidissement | Refroidi par liquide (pour les environnements miniers difficiles) |
Système de contrôle | Intégration DSP + SCADA en temps réel |
Protection | Surintensité, surtension, surveillance thermique |
✔ Fonctionnement plus fluide du moteur (contrainte mécanique réduite).
✔ Élimine les pénalités liées au facteur de puissance (économise plus de 50 000 $ par an).
✔ Prolonge la durée de vie des équipements (moteurs, transformateurs).
✔ Conforme à la norme IEEE 519/IEC 61000-3-6 (limites harmoniques).
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