سیستم انتقال جریان متناوب انعطاف‌پذیر

سیستم انتقال جریان متناوب انعطاف‌پذیر (به انگلیسی: Flexible AC transmission system) یا FACTS سیستمی متشکل از تجهیزات استاتیک استفاده‌شده برای انتقال انرژی الکتریکی است. هدف آن بهبود کنترل‌پذیری و افزایش توانایی انتقال قدرت شبکه است. این سیستم عموماً ابزاری مبتنی بر ادوات الکترونیک قدرت است.

سیستم انتقال جریان متناوب انعطاف‌پذیر، توسط انجمن مهندسان برق و الکترونیک (IEEE) به این صورت تعریف شده است: «سیستم بر اساس ادوات الکترونیک قدرت و دیگر تجهیزات استاتیکی که کنترل یک یا چندین پارامتر سیستم انتقال انرژی جریان متناوب را برای بهبود کنترل‌پذیری و افزایش توانایی انتقال قدرت الکتریکی محقق می‌سازد.»

نظریه

در حالت خط بی‌اتلاف، اندازه ولتاژ در سمت دریافت (انتهای خط) برابر سمت ارسال (ابتدای خط) است:

V_s = V_r=V

انتقال منجر به یک $\delta$

ی پس فاز می‌شود که به راکتانس X خط وابسته است.

${\begin{aligned}{\underline {V_{s}}}&=V\cos({\frac {\delta }{2}})+jV\sin({\frac {\delta }{2}})\\{\underline {V_{r}}}&=V\cos({\frac {\delta }{2}})-jV\sin({\frac {\delta }{2}})\\{\underline {I}}&={\frac {{\underline {V_{s}}}-{\underline {V_{r}}}}{jX}}={\frac {2V\sin {\frac {\delta }{2}}}{X}}\end{aligned}}$

از آن جا که این یک شبکه بی تلف است، توان اکتیو P آن برابر هر نقطه دیگر خط است:

$P_{s}=P_{r}=P=V\cos \left({\frac {\delta }{2}}\right)\cdot {\frac {2V\sin {\frac {\delta }{2}}}{X}}={\frac {V^{2}}{X}}\sin(\delta )$

توان راکتیو سمت ارسال منفی توان راکتیو سمت دریافت است:

$Q_{s}=-Q_{r}=Q=V\sin \left({\frac {\delta }{2}}\right)\cdot {\frac {2V\sin {\frac {\delta }{2}}}{X}}={\frac {V^{2}}{X}}(1-\cos \delta )$

از آنجایی که $\delta$

خیلی کوچک است، توان حقیقی عمدتاً به

\delta

بستگی دارد، حال آن که توان راکتیو عمدتاً به اندازه ولتاژ بستگی دارد.

جبران‌سازی سری

سیستم انتقال ای‌سی انعطاف‌پذیر، برای جبران‌سازی سری امپدانس خط را اصلاح می‌کند: X کم می‌شود تا توان اکتیو قابل انتقال را زیاد کند. به هر حال، توان راکتیو بیشتری باید تأمین شود:

${\begin{aligned}P&={\frac {V^{2}}{X-Xc}}\sin(\delta )\\Q&={\frac {V^{2}}{X-Xc}}(1-\cos \delta )\end{aligned}}$

جبران‌سازی موازی

جریان راکتیو به خط تزریق می‌شود تا اندازه ولتاژ را تأمین کند. توان اکتیو قابل انتقال زیاد می‌شود تا توان راکتیو بیشتری تأمین شود.

${\begin{aligned}P&={\frac {2V^{2}}{X}}\sin \left({\frac {\delta }{2}}\right)\\Q&={\frac {2V^{2}}{X}}\left[1-\cos \left({\frac {\delta }{2}}\right)\right]\end{aligned}}$

منابع

↑ Proposed terms and definitions for flexible AC transmission system(FACTS), IEEE Transactions on Power Delivery, Volume 12, Issue 4, October 1997, pp. 1848–1853. doi:10.1109/61.634216

؛ مراجع عمومی

Narain G. Hingorani, Laszlo Gyugyi Understanding FACTS: Concepts and Technology of Flexible AC Transmission Systems, Wiley-IEEE Press, December 1999. ISBN 978-0-7803-3455-7
Xiao-Ping Zhang, Christian Rehtanz, Bikash Pal, Flexible AC Transmission Systems: Modelling and Control, Springer, March 2006. ISBN 978-3-540-30606-1. http://www.springer.com/3-540-30606-4
A. Edris, R. Adapa, M.H. Baker, L. Bohmann, K. Clark, K. Habashi, L. Gyugyi, J. Lemay, A. Mehraban, A.K. Myers, J. Reeve, F. Sener, D.R. Torgerson, R.R. Wood, Proposed Terms and Definitions for Flexible AC Transmission System (FACTS), IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 12, No. 4, October 1997. doi: 10.1109/61.634216 http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=00634216

[1] Proposed terms and definitions for flexible AC transmission system(FACTS), IEEE Transactions on Power Delivery, Volume 12, Issue 4, October 1997, pp. 1848–1853. doi:10.1109/61.634216