नम्य प्रत्यावर्ती धारा प्रेषण प्रणाली

एक फ्लैक्सिबल प्रत्यावर्ती धारा ट्रांसमिशन प्रणाली (फैक्ट्स) एक ऐसी प्रणाली है जो प्रत्यावर्ती धारा (एसी) विद्युत ऊर्जा ट्रांसमिशन के लिए उपयोग किए जाने वाले स्थैतिक उपकरणों से बनी होती है। इसका उद्देश्य नियंत्रणीयता को बढ़ाना और नेटवर्क की पावर ट्रांसफर क्षमता को बढ़ाना है। यह सामान्यतः एक पावर इलेक्ट्रॉनिक्स -आधारित प्रणाली है।

फैक्ट्स को इंस्टीट्यूट ऑफ़ इलेक्ट्रिकल एंड इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर्स (आईईईई) द्वारा एक पावर इलेक्ट्रॉनिक आधारित प्रणाली और अन्य स्थिर उपकरण के रूप में परिभाषित किया गया है जो नियंत्रणीयता बढ़ाने और पावर ट्रांसफर क्षमता को बढ़ाने के लिए एक या अधिक एसी ट्रांसमिशन प्रणाली पैरामीटर्स पर नियंत्रण प्रदान करता है।

सीमेंस के अनुसार, फैक्ट्स एसी ग्रिड की विश्वसनीयता बढ़ाता है और विद्युत वितरण लागत कम करता है। वे ग्रिड को आगमनात्मक या प्रतिक्रियाशील विद्युत की आपूर्ति करके विद्युत ट्रांसमिशन की गुणवत्ता और दक्षता में सुधार करते हैं।

शंट क्षतिपूर्ति
शंट क्षतिपूर्ति में, विद्युत प्रणाली को फैक्ट्स के साथ शंट (इलेक्ट्रिकल) (समानांतर) में जोड़ा जाता है। यह एक नियंत्रणीय वर्तमान स्रोत के रूप में कार्य करता है। शंट क्षतिपूर्ति दो प्रकार का होता है:


 * शंट धारिता क्षतिपूर्ति: इस विधि का उपयोग ऊर्जा घटक में सुधार के लिए किया जाता है। जब भी कोई इंडक्टिव लोड ट्रांसमिशन लाइन से जुड़ा होता है, तो लैगिंग लोड धारा के कारण पावर फैक्टर लैग हो जाता है। क्षतिपूर्ति करने के लिए, एक शंट संधारित्र जुड़ा होता है जो स्रोत वोल्टेज की ओर जाने वाली धारा को खींचता है। वास्तविक परिणाम पावर फैक्टर में सुधार है।
 * शंट प्रेरक क्षतिपूर्ति: इस विधि का उपयोग या तो ट्रांसमिशन लाइन को चार्ज करते समय किया जाता है, या, जब प्राप्त छोर पर बहुत कम लोड होता है। बहुत कम, या कोई लोड न होने के कारण - ट्रांसमिशन लाइन से बहुत कम धारा प्रवाहित होती है। ट्रांसमिशन लाइन में शंट धारिता वोल्टेज प्रवर्धन (फेरांति प्रभाव) का कारण बनता है। प्राप्तकर्ता एंड वोल्टेज भेजने वाले एंड वोल्टेज से दोगुना हो सकता है (सामान्यतः बहुत लंबी ट्रांसमिशन लाइनों के स्थिति में) क्षतिपूर्ति के लिए, शंट प्रेरक को ट्रांसमिशन लाइन से जोड़ा जाता है। इस प्रकार ऊर्जा समीकरण के आधार पर पावर ट्रांसफर क्षमता बढ़ जाती है, $$P=\left(\frac{EV}{X}\right)\sin(\delta)$$ जहाँ $$\delta$$ ऊर्जा कोण है।

सिद्धांत
नो-लॉस लाइन की स्थिति में, $$Vs = Vr = V$$ प्राप्तकर्ता छोर तथा वोल्टेज परिमाण भेजने वाले छोर पर वोल्टेज परिमाण के समान होता है, ट्रांसमिशन के परिणामस्वरूप चरण अंतराल $$ \delta $$ होता है जो लाइन रिएक्शन X पर निर्भर करता है।


 * $$\begin{align}

\underline{V_s} &= V \cos\left(\frac{\delta}{2}\right) + jV \sin\left(\frac{\delta}{2}\right) \\[3pt] \underline{V_r} &= V \cos\left(\frac{\delta}{2}\right) - jV \sin\left(\frac{\delta}{2}\right) \\[3pt] \underline{I} &= \frac{\underline{V_s} - \underline{V_r}}{jX} = \frac{2V\sin{\left(\frac{\delta}{2}\right)}}{X} \end{align}$$ चूँकि यह एक नो-लॉस लाइन है, जो सक्रिय ऊर्जा P लाइन के किसी भी बिंदु पर समान है:


 * $$P_s=P_r=P=V \cos\left(\frac{\delta}{2}\right) \cdot \frac{2V\sin{\left(\frac{\delta}{2}\right)}}{X}=\frac{V^2}{X}\sin(\delta)$$

भेजने वाले छोर पर प्रतिक्रियाशील ऊर्जा प्राप्तकर्ता छोर पर प्रतिक्रियाशील ऊर्जा के विपरीत होती है:


 * $$Q_s = -Q_r = Q = V\sin\left(\frac{\delta}{2}\right) \cdot \frac{2V\sin\left(\frac{\delta}{2}\right)}{X} = \frac{V^2}{X}(1 - \cos\delta)$$

चूंकि $$\delta$$ बहुत छोटा है, सक्रिय ऊर्जा मुख्य रूप से $$ \delta $$ पर निर्भर करती है जबकि प्रतिक्रियाशील ऊर्जा मुख्य रूप से वोल्टेज परिमाण पर निर्भर करती है।

श्रृंखला क्षतिपूर्ति
श्रृंखला क्षतिपूर्ति संशोधित लाइन प्रतिबाधा के लिए तथ्य: ट्रांसमिटेबल सक्रिय ऊर्जा को बढ़ाने के लिए एक्स को कम किया जाता है। चूंकि, अधिक प्रतिक्रियाशील ऊर्जा प्रदान की जानी चाहिए।
 * $$\begin{align}

P &= \frac{V^2}{X - Xc}\sin(\delta) \\[3pt] Q &= \frac{V^2}{X - Xc}(1 - \cos(\delta)) \end{align}$$

शंट क्षतिपूर्ति
वोल्टेज परिमाण को बनाए रखने के लिए प्रतिक्रियाशील धारा को लाइन में इंजेक्ट किया जाता है। ट्रांस्मिटेबल योग्य सक्रिय ऊर्जा बढ़ाई गई है लेकिन अधिक प्रतिक्रियाशील ऊर्जा प्रदान की जानी है।


 * $$\begin{align}

P &= \frac{2V^2}{X}\sin\left(\frac{\delta}{2}\right)\\[3pt] Q &= \frac{4V^2}{X}\left[1-\cos\left(\frac{\delta}{2}\right)\right] \end{align}$$

श्रृंखला क्षतिपूर्ति के उदाहरण

 * स्थैतिक तुल्यकालिक श्रृंखला कम्पेन्सेटर (एसएसएससी)
 * थाइरिस्टर-नियंत्रित श्रृंखला संधारित्र (टीसीएससी): एक श्रृंखला संधारित्र बैंक को थाइरिस्टर-नियंत्रित प्रारंभ करनेवाला रिएक्टर द्वारा शंट किया जाता है।
 * थाइरिस्टर-नियंत्रित श्रृंखला रिएक्टर (टीसीएसआर): एक श्रृंखला रिएक्टर बैंक को थाइरिस्टर-नियंत्रित रिएक्टर द्वारा शंट किया जाता है।
 * थाइरिस्टर-स्विच्ड श्रृंखला संधारित्र (टीएसएससी): एक श्रृंखला संधारित्र बैंक को थाइरिस्टर-स्विच्ड रिएक्टर द्वारा शंट किया जाता है।
 * थाइरिस्टर-स्विच्ड श्रृंखला रिएक्टर (टीएसएसआर): एक श्रृंखला रिएक्टर बैंक को थाइरिस्टर-स्विच्ड रिएक्टर द्वारा शंट किया जाता है।

शंट क्षतिपूर्ति के उदाहरण

 * स्थैतिक तुल्यकालिक कम्पेन्सेटर (स्टैटकॉम); पहले स्थैतिक संघनित्र (स्टेटकॉन) के रूप में जाना जाता था।
 * स्थैतिक वीएआर कम्पेन्सेटर (एसवीसी), सबसे आम एसवीसी हैं:
 * थाइरिस्टर-नियंत्रित रिएक्टर (टीसीआर): रिएक्टर एक द्विदिशात्मक थाइरिस्टर वाल्व के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है। थाइरिस्टर वाल्व चरण-नियंत्रित है। समतुल्य प्रतिक्रिया निरंतर परिवर्तित होती है।
 * थाइरिस्टर-स्विच्ड रिएक्टर (टीएसआर): टीसीआर के समान लेकिन थाइरिस्टर या तो शून्य- या पूर्ण-चालन में है। समतुल्य प्रतिक्रिया चरणबद्ध विधि से भिन्न होती है।
 * थाइरिस्टर-स्विच्ड संधारित्र (टीएससी): संधारित्र एक द्विदिशात्मक थाइरिस्टर वाल्व के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है। थाइरिस्टर या तो शून्य- या पूर्ण-चालन में है। समतुल्य प्रतिक्रिया चरणबद्ध विधि से भिन्न होती है।
 * यंत्रवत्-स्विचित संधारित्र (एमएससी): संधारित्र को परिपथ-ब्रेकर द्वारा स्विच किया जाता है। इसका उद्देश्य स्थिर अवस्था प्रतिक्रियाशील ऊर्जा की कम्पेन्सेटिंग करना है। इसे दिन में केवल कुछ ही बार स्विच किया जाता है।

यह भी देखें

 * स्थैतिक तुल्यकालिक श्रृंखला कम्पेन्सेटर
 * एचवीडीसी
 * विद्युत उपयोगिताओं के लिए गतिशील लाइन रेटिंग

संदर्भ

 * In-line references


 * General references


 * 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. https://link.springer.com/book/10.1007%2F3-540-30607-2
 * Xiao-Ping Zhang, Christian Rehtanz, Bikash Pal, Flexible AC Transmission Systems: Modelling and Control, 2nd Edition, Springer, Feb 2012, ISBN 978-3-642-28240-9 (Print) 978-3-642-28241-6 (Online), https://link.springer.com/book/10.1007%2F978-3-642-28241-6
 * 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