Quid sunt FACTS et cur in systematibus electricitatis necessarii sunt

FACTS (Flexible Alternating Current Transmission System) significat systema quod fundamentum ponit in electronica potenti et utitur dispositivis staticis ad capacitatem transferendi potentiae et controllabilitatem rete transmissionis AC augmentandam.

Haec dispositiva electronica integrantur in retia AC traditionalia ad key performance metrics, inter alia:

• Capacitas transferendi potentiae lineae transmissionis

• Stabilitas voltage et transient stability

• Praecisionis regulatio voltage

• Fiducia systematis

• Limites thermici infrastructure transmissionis

Ante adventum commutatorum electronicorum potenti, questiones sicut imbalancium potentiae reactivi et stabilit性：请保持输出语言的一致性，以下是修正后的翻译：

Ante adventum commutatorum electronicorum potenti, questiones sicut imbalancium potentiae reactivi et stabilitatis solvuntur per commutationes mechanicas ad capacitates, reactors, vel generatores synchronos conectendas. Tamen, commutationes mechanicae habebant defectus criticos: tempora responsionis lenta, usura et deterioratio mechanica, et fiducia mala—limitantes suam effectivitatem in optimizando controllabilitate et stabilitate lineae transmissionis.

Developentum commutatorum electronicorum potenti alta tensio (sicut thyristors) permisit creationem controllerum FACTS, revolutionando managementum rete AC.

Cur dispositiva FACTS necessaria sunt in systemibus potenti?

Systema potenti stabilis requirit coordinationem exactam inter generationem et demandam. Cum demanda electricitatis crescit, maximizare efficientiam omnium componentium rete fit essentialis—and dispositiva FACTS ludunt partem clavem in hac optimisatione.

Potentia electrica categorizatur in tres species: potentia activa (potentia utili/vera pro usu finali), potentia reactiva (causata per elementa stortivi in oneribus), et potentia apparentis (summa vectorialis potentiae activae et reactivi). Potentia reactiva, quae potest esse inductiva vel capacitive, debet esse balanciata ne fluat per lineas transmissionis—reactiva potentia non controlata reducit capacitatem rete transmittendi potentiam activam.

Technicae compensationis (ad balanciandum potentiam reactivam inductivam et capacitive supplendo vel absorbendo eam) igitur sunt criticalis. Hae technicae meliorant qualitatem potentiae et augent efficaciam transmissionis.

Species Technicarum Compensationis

Technicae compensationis classificantur secundum modum quo dispositiva connectuntur ad systema potenti:

1. Compensatio Serie

In compensatione serie, dispositiva FACTS connectuntur in serie cum rete transmissionis. Haec dispositiva agunt ut impedimenta variabilia (sicut capacitors vel inductores), cum capacitoribus serie maxime communibus.

Hoc methodus est late usus in EHV (Extra High Voltage) et UHV (Ultra High Voltage) lineis transmissionis ad significantim improve their power transfer capability.

Capacitas transferendi potentiae lineae transmissionis sine compensatione dispositivo;

Ubi,

• V₁ = tensio termini emissoris

• V₂ = tensio termini receptoris

• X_L = reactancia inductiva lineae transmissionis

• δ = angulus phase inter V₁ et V₂

• P = potentia transferenda per phase

Nunc, coniungimus capacitem in serie cum linea transmissionis. Reactancia capaciti huius est XC. Itaque, reactancia totalis est XL-XC. Itaque, cum compensatione dispositivo, capacitas transferendi potentiae data est;

Factor k cognoscitur ut factor compensationis vel gradus compensationis. Generaliter, valor k iacet inter 0.4 ad 0.7. Assumamus valorem k sit 0.5.

Ita, manifestum est ut dispositiva compensationis serie possint augmentare capacitas transferendi potentiae circa 50%.Cum capacitis serie utuntur, angulus phase (δ) inter tensionem et currentem minor est comparatum cum linea non compensata. Angulus δ minor augit stabilitatem systematis—id est, pro eodem volumine transferendi potentiae et idem parametri termini emissoris et receptoris, linea compensata offert stabilior multo quam una non compensata.

Compensatio Shunt

In linea transmissionis alta tensio, magnitudo tensionis termini receptoris dependet ab conditione oneris. Capacitas perficit partem importantem in linea transmissionis alta tensio.

Cum linea transmissionis oneratur, onus postulat potentiam reactivam, quae initio suppeditatur per capacitatem inherentem lineae. Tamen, cum onus superat SIL (Surge Impedance Loading), demanda reactiva aucta ducit ad diminutionem significantem tensionis in termino receptoris.

Ad hoc removendum, bancos capacitarum connectunt in parallelo cum linea transmissionis in termino receptoris. Haec bancia supplent potentiam reactivam additam necessariam, mitigando diminutionem tensionis in termino receptoris.

Incrementum capacitatis lineae ducit ad incrementum tensionis termini receptoris.

Cum linea transmissionis levis oneratur (id est, onus infra SIL), demanda reactiva minor est quam potentia reactiva generata per capacitatem lineae. In hoc casu, tensio termini receptoris fit maior quam tensio termini emissoris—phenomenon cognitum ut effectus Ferranti.

Ad hoc praeveniendum, reactors shunt connectunt in parallelo cum linea transmissionis in termino receptoris. Hi reactor absorbunt potentiam reactivam excessivam ex linea, certificantes ut tensio termini receptoris maneat ad valore suo nominale.