Unsa ang Klasipikasyon ug Mga Tipo sa FACTS Controllers ug Devices
Sumala sa tipo sa koneksyon sa FACTS Controller sa sistema sa kuryente, iklirohan kini isip;
Series Connected Controller
Shunt Connected Controller
Combined Series-Series Controller
Combined Shunt-Series Controller
Series-Connected Controllers
Ang mga controller nga giserye ang pagkonekta nagpakita og boltayhong tensyon sa pipila ka voltaje sa linya, kasagaran gamit ang mga kapasitibo o indiktibo nga impidansya. Ang ilang pangutana mao ang pagsuministro o pagabsorbo sa variable reaktibo nga pwerha kon kinahanglan.
Kon ang linyaha sa transmisyon adunay dako nga carga, ang nadugangan nga demand sa reaktibo nga pwerha mapuno sa pagaktibo sa mga kapasitibo nga elemento sa controller nga giserye. Sa kabalaka, sa ligero nga carga—diin ang pagbawas sa demand sa reaktibo nga pwerha magresulta sa pagtakda sa tensyon sa end nga gigamit sa dili pa ang tensyon sa end nga gipadala—gigamit ang mga inductibo nga elemento aron mopagsalbar sa excess nga reaktibo nga pwerha, stabilizing ang sistema.
Sa pipila ka aplikasyon, ang mga kapasitibo gitukod nindot sa mga end sa linya aron kompensar sa demand sa reaktibo nga pwerha. Ang mga karaniwan nga device alang niining kalihukan mao ang Thyristor Controlled Series Capacitors (TCSC) ug Static Synchronous Series Compensators (SSSC). Ang basic nga configuration sa series-connected controller makita sa figure sa ubos.
Shunt-Connected Controllers
Ang mga shunt-connected controllers mogama og current sa sistema sa kuryente sa ilang punto sa koneksyon, gamit ang mga variable nga impidansiya sama sa mga kapasitibo ug inductor—parehas sa prinsipyong sa mga series controllers apan gibahin sa paraan sa koneksyon.
Shunt Capacitive Compensation
Kon ang kapasitibo gikonekta sa parallel sa sistema sa kuryente, ang pamatao mao ang shunt capacitive compensation. Ang mga linyaha sa transmisyon nga may dugang nga inductive nga carga kasagaran molihok sa lagging power factor. Ang mga shunt capacitors mosolbos niini pinaagi sa pagdraw og current nga lead sa source voltage, offsetting ang lagging load ug pagpabuto sa kabuok nga power factor.
Shunt Inductive Compensation
Kon ang inductor gikonekta sa parallel, ang metodo mao ang shunt inductive compensation. Kini wala labi nga gamiton sa mga network sa transmisyon apan nagdumala sa dako nga importansya alang sa napakadako nga linya: sa no-load, light-load, o disconnected load conditions, ang Ferranti effect mosulti sa receiving end voltage nga mas taas sa sending end voltage. Ang mga shunt inductive compensators (e.g., reactors) mopagsalbar sa excess reactive power aron mapabuto ang pagtubo sa voltage.
Ang mga halimbawa sa mga shunt-connected controller systems mao ang Static VAR Compensators (SVC) ug Static Synchronous Compensators (STATCOM).
Combined Series-Series Controllers
Sa multi-line transmission systems, ang combined series-series controllers gamit ang set sa independent nga series controllers nga nagtrabaho sa coordinasyon. Kini nga configuration nag-enable sa individual nga series reactive compensation para sa bawat linya, sigurado nga suporta para sa bawat circuit.
Masobra, ang mga sistema mao ang makapagtubod sa real power transfer tali sa mga linya pinaagi sa dedicated power link. O sila mahimong adopta ang unified controller design diin ang DC terminals sa converters gi-interconnect—kini nga setup direct nga enable sa real power transfer sa transmission lines. Ang representatibong halimbawa sa system mao ang Interlink Power Flow Controller (IPFC).
Combined Shunt-Series Controllers
Kini nga tipo sa controller nag-integrate og duha ka functional components: ang shunt controller nga injects voltage sa parallel sa sistema, ug ang series controller nga injects current sa series sa linya. Importante, ang duha ka components nagtrabaho sa coordinated fashion aron optimize ang overall performance. Ang prominenteng halimbawa sa system mao ang Unified Power Flow Controller (UPFC).
Types of FACTS Devices
Nag-develop ang range sa FACTS devices aron mapuno ang diverse application needs. Sumala sa ubos mao ang overview sa pinakakaranihang gamiton nga FACTS controllers, categorized sumala sa ilang functional type:
Series Compensators:
Shunt Compensators:
Series-Series Compensators:
Series-Shunt Compensators:
Let’s examine each compensator in brief:
Thyristor Controlled Series Capacitor (TCSC)
Ang TCSC nagpakita og capacitive reactance sa series sa sistema sa kuryente. Ang iyang core structure adunay capacitor bank (composed sa multiple nga capacitors sa series-parallel configuration) gikonekta sa parallel sa thyristor-controlled reactor. Kini nga design nag-enable sa smooth, variable series capacitance adjustment.
Ang thyristors regulate ang impedance sa sistema pinaagi sa pag-control sa firing angle, diin turn adjust ang total circuit impedance. Ang simplified block diagram sa TCSC makita sa figure sa ubos.
Thyristor Controlled Series Reactor (TCSR)
Ang TCSR mao ang series compensator nga naghatag og smoothly adjustable inductive reactance. Ang iyang design analogous sa TCSC, apan ang key difference mao ang capacitor gitukar sa reactor.
Ang reactor mogamit sa pagconduction kon ang thyristor firing angle mobaton sa 180°, ug magsugod sa pagconduct kon ang firing angle dili pa 180°. Ang basic diagram sa Thyristor Controlled Series Reactor (TCSR) makita sa figure sa ubos.
Thyristor Switched Series Capacitor (TSSC)
Ang TSSC mao ang series compensation technique similar sa prinsipyong sa TCSR apan adunay key operational difference: diin ang TCSR achieves power control pinaagi sa pag-adjust sa thyristor firing angles (enabling stepwise regulation), ang TSSC thyristors operate sa simple "on/off" mode wala na firing angle adjustment. Kini nagpasabot ang capacitor fully connected sa line o completely disconnected.
Kini nga simplified operation nagreduce sa complexity ug cost sa both thyristors ug overall controller. Ang basic diagram sa TSSC identical sa TCSC.
Static Synchronous Series Compensator (SSSC)
Ang SSSC mao ang series compensation device gamiton sa transmission systems aron regulate ang power flow pinaagi sa pag-control sa equivalent impedance sa linya. Ang iyang output voltage fully controllable ug independent sa line current—pinaagi sa pag-adjust sa output voltage, ang effective impedance sa line makaprecise modulate.
Functionally, ang SSSC act like static synchronous generator gikonekta sa series sa transmission line. Ang iyang core purpose mao ang adjust ang voltage drop sa linya, thereby controlling power flow. Ang SSSC injects a voltage nga in quadrature (90° phase shift) sa line current: kon ang injected voltage leads sa current, it provides capacitive compensation; kon it lags sa current, it provides inductive compensation. Ang basic diagram sa Static Synchronous Series Compensator makita sa figure sa ubos.
Static VAR Compensator (SVC)
Ang Static VAR Compensator (SVC) consist sa fixed capacitor bank gikonekta sa parallel sa thyristor-controlled inductor. Ang thyristor’s firing angle regulates ang operation sa reactor, directly controlling ang voltage sa across the inductor—and thus the amount of power it draws.
Kini nga configuration allows SVC to dynamically adjust reactive power output, stabilizing voltage and improving power factor in the transmission system. A basic diagram of the Static VAR Compensator is shown in the figure below.
Static VAR Compensator (SVC) Applications
SVCs are versatile devices used to enhance power system performance, with key functions including:
They are also widely adopted in industrial settings for reactive power management and power quality improvement. Below is an overview of the most common SVC configurations:
Thyristor Controlled Reactor (TCR)
A TCR consists of a reactor connected in series with a thyristor valve—specifically, two thyristors connected in anti-parallel. These thyristors conduct alternately during each half-cycle of the AC power supply, with a control circuit delivering firing pulses to the thyristors every half-cycle.
The thyristor firing angle determines the amount of lagging reactive power supplied to the system. TCRs are commonly deployed in EHV (Extra High Voltage) transmission lines, where they provide reactive power compensation during light-load or no-load conditions. A basic diagram of a Thyristor Controlled Reactor is shown in the figure below.
Thyristor Switched Capacitor (TSC)
Under heavy load conditions, reactive power demand surges—and Thyristor Switched Capacitors (TSCs) are designed to meet this increased demand. They are commonly deployed in EHV transmission lines during periods of high load.
TSC shares a similar structural principle with TCR, but with a key component swap: the reactor in TCR is replaced by a capacitor. Like TCR, TSC regulates the amount of reactive power supplied to the transmission line by adjusting the thyristor firing angle.A basic diagram of the Thyristor Switched Capacitor (TSC) is shown in the figure below.
Thyristor Switched Reactor (TSR)
TSR is structurally similar to the Thyristor Controlled Reactor (TCR) but differs in operation: while TCR adjusts current by controlling thyristor firing angles (enabling phase control), TSR thyristors operate in a binary "on/off" mode with no phase control. This means the reactor is either fully connected to the circuit or completely disconnected.The absence of firing angle regulation simplifies the design, reducing thyristor costs and minimizing switching losses. The basic diagram of a TSR is identical to that of a TCR.
Static Synchronous Compensator (STATCOM)
STATCOM is a power electronics-based voltage source converter (VSC) that regulates transmission system performance by supplying or absorbing reactive power—and can also provide active power support when needed. It is particularly effective in transmission lines with poor power factor and voltage regulation, making it a widely used device for enhancing voltage stability in power systems.
STATCOM operates using a charged capacitor as its DC input source, which is converted into three-phase AC voltage via a voltage-controlled inverter. The inverter output is synchronized with the AC power system, and the device is connected in shunt with the transmission line through a coupling transformer. By adjusting the inverter’s output, the reactive (and active) power supplied by STATCOM can be precisely controlled. A basic diagram of STATCOM is shown in the figure below.
Interline Power Flow Controller (IPFC)
IPFC is a compensation technique designed for multi-line transmission systems, featuring multiple converters linked via a common DC bus—each converter connects to a separate transmission line.
A key capability of these converters is real power transfer, enabling both real and reactive power to be balanced across interconnected lines. This coordinated control enhances overall system efficiency and stability in multi-line networks.A basic diagram of the IPFC is shown in the figure below.
Unified Power Flow Controller (UPFC)
UPFC integrates a STATCOM (Static Synchronous Compensator) and an SSSC (Static Synchronous Series Compensator) via a shared DC voltage link, combining their functionalities into a single system. It utilizes a pair of three-phase controllable bridges to generate current, which is injected into the transmission line through a coupling transformer.
UPFC excels in enhancing multiple aspects of power system performance, including voltage stability, power angle stability, and system damping. It can precisely control both active (real) and reactive power flow in transmission lines. However, it operates optimally only under balanced sine wave conditions and may not function effectively during abnormal system states. Additionally, UPFC helps suppress power system oscillations and improves transient stability.A basic diagram of the Unified Power Flow Controller (UPFC) is shown in the figure below.
