Kio estas FAKTOJ kaj Kial Ili Necesigas en Energiisistemoj

FACTS (Fleksibla Alternada Ŝtremo Sistemo) rilatas al elektronika potenco-bazita sistemo, kiu uzas statikajn aparatojn por plibonorigi la kapablon de potenco-transdonado kaj kontroleblecon de AC transdonadaj retoj.

Ĉi tiuj elektronikaj potenc-aparatoj estas integritaj en konvenciaj AC retoj por stimuli klavajn efektivigajn indicilojn, inkluzive:

• Potenco-transdonada kapablo de transdonadaj linioj

• Volt-volteco kaj provizora stabileco

• Precizeco de volt-regulado

• Sistemo-reliabileco

• Termoj de transdonada infrastrukturo

Antaŭ la ekestro de elektronikaj potenc-interruptiloj, problemoj kiel reaktiva potenco-neekvilibro kaj stabileco estis solvitaj per mekanikaj interruptiloj por konekti kondensilojn, reaktorojn, aŭ sinkronaj generiloj. Tamen, mekanikaj interruptiloj havis gravajn malpliigojn: malrapida respondo-tempo, mekanika uzado kaj malbona fidindeco — limigante ilian efikecon en optimigado de transdonadaj linioj kontrol-ebleco kaj stabileco.

La evoluado de alta-volta elektronikaj potenc-interruptiloj (ekz., tiristoroj) permisis la kreacion de FACTS-kontroliloj, revolucionigante AC-reto-administradon.

Kial FACTS-Aparatoj Necesas en Potenco-Sistemoj?

Stabila potenco-sistemo postulas precizan koordinadon inter generado kaj demando. Kiam elektra demando kreskas, maksimumigi la efikecon de ĉiuj retnodaj komponentoj fariĝas esenca — kaj FACTS-aparatoj ludas klavan rolon en ĉi tiu optimigo.

Elektra potenco estas kategorizita en tri tipoj: aktiva potenco (utila/vera potenco por fina uzo), reaktiva potenco (kaŭzita de energi-stokantaj elementoj en ŝarĝoj), kaj aparenta potenco (vektora sumo de aktiva kaj reaktiva potenco). Reaktiva potenco, kiu povas esti induktiva aŭ kapacitiva, devas esti ekvilibrita por preveni ĝin fluanta tra transdonadaj linioj — nekontrolata reaktiva potenco reduktas la reton kapablon transdoni aktivan potencon.

Kompenso-teknikoj (por ekvilibri induktivan kaj kapacitan reaktivan potencon per suplado aŭ absorbo) do estas kritikaj. Ĉi tiuj teknikoj plibonorigas potenco-kvaliton kaj potenciigas transdonadon efikecon.

Tipoj de Kompenso-Teknikoj

Kompenso-teknikoj estas klasifikitaj laŭ kiel aparatoj estas konektitaj al la potenco-sistemo:

1. Seria Kompenso

En seria kompenso, FACTS-aparatoj estas konektitaj serie kun la transdonada reto. Ĉi tiuj aparatoj tipike agas kiel variablaj impedancoj (ekz., kondensiloj aŭ inductoroj), kun seraj kondensiloj estantaj la plej komunaj.

Ĉi tiu metodo estas vaste uzata en EHV (Ekstra Alta Volto) kaj UHV (Ultra Alta Volto) transdonadaj linioj por signife plibonorigi ilian potenco-transdonadan kapablon.

La potenco-transdonada kapablo de transdonada linio sen kompenso-aparato;

Kie,

• V₁ = Send-end volto

• V₂ = Ricev-end volto

• X_L = Induktiva reakcio de transdonada linio

• δ = Fazo angulo inter V₁ kaj V₂

• P = Potenco transdonita per fazo

Nun, ni konektas kondensilon serion kun la transdonada linio. La kapacitiva reakcio de ĉi tiu kondensilo estas XC. Do, la tuta reakcio estas XL-XC. Do, kun kompenso-aparato, la potenco-transdonada kapablo estas donita per;

La faktoro k estas konata kiel la kompenso-faktoro aŭ grado de kompenso. Ĝenerale, la valoro de k kuŝas inter 0.4 al 0.7. Supozu la valoro de k estas 0.5.

Do, ĝi estas evidenta ke la uzo de seriaj kompenso-aparatoj povas pliigas la potenco-transdonadan kapablon proksimume je 50%. Kiam seraj kondensiloj estas uzitaj, la faza angulo (δ) inter volto kaj kuranto estas pli malgranda kompare al nekompenca linio. Pli malgranda δ valoro plibonorigas sistemon stabilecon — signifas, por sama potenco-transdonada volumo kaj identaj send-end kaj ricev-end parametroj, kompenca linio oferas signife pli bonan stabilecon ol nekompenca unu.

Shunt-Kompenso

En alta-volta transdonada linio, la grandeco de ricev-end volto dependas de ŝarĝa kondiĉo. La kapacito ludas gravan rolon en alta-volta transdonada linio.

Kiam transdonada linio estas ŝarĝita, la ŝarĝo postulas reaktivan potencon, kiu estas unue suplitaj per la linio propra kapacito. Tamen, kiam la ŝarĝo superas la SIL (Ŝok Impedanc-a Ŝarĝado), la altigita reaktiva potenco-demando kondukas al signifa volto-falo ĉe la ricev-end.

Por solvi ĉi tion, kondensil-bankoj estas konektitaj paralele kun la transdonada linio ĉe la ricev-end. Ĉi tiuj bankoj suplas la aldona reaktivan potencon bezonatan, efektive mitigante la volto-falon ĉe la ricev-end.

Pligrandigo de linia kapacito kondukas al altiĝo de la ricev-end volto.

Kiam transdonada linio estas malforte ŝarĝita (t.e., la ŝarĝo estas sub SIL), la reaktiva potenco-demando estas pli malalta ol la reaktiva potenco generita de la linio kapacito. En ĉi tiu scenaro, la ricev-end volto iĝas pli alta ol la send-end volto — fenomeno konata kiel la Ferranti efekto.

Por preveni ĉi tion, shunt-reaktoroj estas konektitaj paralele kun la transdonada linio ĉe la ricev-end. Ĉi tiuj reaktoroj absorbas la superfluan reaktivan potencon el la linio, certigante ke la ricev-end volto restas ĉe sia norma valoro.