Zein dira FACTS eta zergatik diren beharrezkoak Energiaren Sistemetan?

FACTS (Flexible Alternating Current Transmission System) hitza elektronika-indar-sistema bati dagokio, eta erabili ohi da indarrerako transmitizio lineen iraunkortasuna eta kontrolgarritasuna hobetzeko.

Elektronika-indar gailu hauek sarrerako AC sareetan integrazioa egiten dute hurrengo prestazio- neurri nagusiak hobetzeko:

• Transmitizio lineen indarrerako transmitizio-kapazitatea

• Tentsioaren estabilitatea eta transiente estabilitatea

• Tentsioaren regulazio-zehaztasuna

• Sistemaren fiabletasuna

• Transmitizio infraestrukturaren tenperatura-muga

Elektronika-indar txintxarrak ez zirela existitzen orduan reaktibo-indarrerako desegitura eta estabilitatearekin lotutako arazoak mekaniko txintxarrak erabiliz konponduko ziren kapasitorei reaktorei edo sinkrono generatzailei konektatzeko. Hala ere, mekaniko txintxarrak erantzun-denborak luzeak izaten zituzten, erosio mekanikoa eta fiabletasuna txikia zuen, transmitizio lineen kontrolgarritasuna eta estabilitatea optimizatzeko efektibotasuna murriztuz.

Indar altuko elektronika-indar txintxarrak (adibidez, tiristorak) garatu ondoren FACTS kontrolagailuak sortu ahal izan dira, horrela AC sareen kudeamendua erruskarri du.

Zergatik behar ditugu FACTS gailuak indar-sistemetan?

Indar-sistema estanduna generazioa eta eskaintza arteko koordinazio zehatza eskatzen du. Elektrizitate-eskaintza handitu ahala, sareko elementu guztien ekoizpena maximitzeko faktore esanguriak diren FACTS gailuak erabili behar dira.

Elektrizitate-indarra hiru motatan sailkatzen da: aktibo-indarra (erabilerara zuzendutako/indarra erabili), reaktibo-indarra (energia gordeko elementuak igotzen duten karguen arrazoiak) eta adierazpen-indarra (aktibo-indarra eta reaktibo-indarra batu). Reaktibo-indarra, indarkorra edo kapazitorkorra izan daiteke, transmitizio lineen trukuan erorrizko fluxuak saihesteko baloratu behar da, reaktibo-indarrerako kontrolgaitasuna txikitzen duelako.

Konpentsazio teknikak (indarkorra eta kapazitorkorra reaktibo-indarrak baloratzea edo hartzea) beraz, garrantzitsuak dira. Tekniko hauek indarraren kalitatea hobetu eta transmitizioaren efizientzia handitu egiten dute.

Konpentsazio tekniken motak

Konpentsazio teknikak sistema elektrikoari zenbait modutan konektatuta dagoen arabera sailkatzen dira:

1. Serieko Konpentsazioa

Serieko konpentsazioan, FACTS gailuak transmitizio sarearekin seriean konektatuta daude. Gailu hauek aldagai osagaizun bezala (adibidez, kapasitoretan edo reaktoretan) jarduten dira, serieko kapasitoreak gehien erabiltzen diren.

Metodo hau EHV (Extra High Voltage) eta UHV (Ultra High Voltage) transmitizio lineetan erabili ohi da, transmitizio-kapazitatea askoz hobetzeko.

Transmitizio linearen indarrerako transmitizio-kapazitatea konpentsazio gailurik gabe;

Non,

• V₁ = Bidalketa amaieran tentsioa

• V₂ = Jaso amaieran tentsioa

• X_L = Transmitizio linearen induktibo osagaizuna

• δ = V₁ eta V₂ren arteko angelu fasea

• P = Fase bakoitzeko transmititutako indarra

Orain, kapasitore bat serieko transmitizio linearekin konektatuko dugu. Kapasitore honen kapazitorkorro osagaizuna XC da. Beraz, osagaizun totala XL-XC da. Horrela, konpentsazio gailu batekin, transmitizio-kapazitatea emanda da:

K faktorea konpentsazio faktore gisa ezagutzen da. Ohiko kasuan, k-ren balioa 0.4 eta 0.7 artekoa da. Asumituko dugu k-ren balioa 0.5 dela.

Beraz, serieko konpentsazio gailuak erabiltzeak transmitizio-kapazitatea %50 inguru handitzen duela argia da. Serieko kapasitoreak erabiltzen direnean, tensio eta indarraren arteko angelu fasea (δ) konpentsatu gabeko linearekin alderatuta txikiagoa da. δ balio txikiagoak sistemaren estabilitatea hobetzen du, hots, indarrerako transmitizio bolumen berdinekin eta bidalketa amaiera eta jaso amaiera parametro bereberetan, konpentsatutako lerroak konpentsatu gabeko batekin alderatuta estabilitate handiagoa ematen du.

Paraleloko Konpentsazioa

Indar altuko transmitizio lineetan, jaso amaieran tentsioaren magnitudea karga egoeraren menpe dago. Kapasitateak indar altuko transmitizio lineetan funtzio garrantzitsua du.

Transmitizio line bat kargatuta dagoenean, karga reaktibo-indarra behar du, lehenik eta behin linearen kapasitate inherenteak ematen duena. Hala ere, karga SIL (Surge Impedance Loading) baino handiagoa denean, reaktibo-indarrerako eskaintza handiagoak jaso amaieran tentsio-hondar handia eragiten du.

Horrela, kapasitore-bankuak paraleloan transmitizio linearekin jaso amaieran konektatzen dira. Banku hauek reaktibo-indarrerako eskaintza gehigarria ematen dute, tentsio-hondar jaso amaieran minimoa egiten duena.

Linearen kapasitatea handitu egiten da jaso amaieran tentsioa.

Transmitizio line bat karga txikiagoa duenean (hau da, karga SIL baino txikiagoa denean), reaktibo-indarrerako eskaintza linearen kapasitateak sortutako reaktibo-indarrerako eskaintzatik txikiagoa da. Kasu horretan, jaso amaieran tentsioa bidalketa amaieran tentsioa baino handiagoa da, Ferranti efektu gisa ezagutzen den fenomenoa.

Hori saihesteko, paraleloan transmitizio linearekin jaso amaieran reaktoreak konektatzen dira. Reaktore hauek lineetatik reaktibo-indarrerako eskaintza gehigarria ondoratzen dute, jaso amaieran tentsioa balio egokitua mantentzen duena.