شکل (۲-۱۰) دیاگرام شماتیکی یک PST را نشان می‌دهد. ترانسفورماتور شیفت دهنده فاز که به آن تنظیم کننده ولتاژ فاز نیز گفته می‌شود به منظور کنترل توان انتقال یافته از خطوط مورد استفاده قرار می‌گیرد.

PST این کار را با تغییر در دامنه و زاویه فاز ولتاژ انجام می‌دهد. همان‌ طور که از شکل پیدا‌ است PST از دو ترانسفورماتور و یک مبدل تشکیل شده است. ورودی شیفت­دهنده فاز ولتاژ سه فازی است که توسط ترانسفورماتور تحریک (ET)¹ فراهم می‌شود و خروجی آن ولتاژ سه فازی (Vp) است که به وسیله ترانسفورماتور سری تزریق (BT)² به خط انتقال تزریق می‌گردد.

مبدل نیز دامنه و زاویه فاز ولتاژ تزریقی را تعیین می‌کند. محدودیت­ها و مزایای PST به مشخصات مبدل آن وابسته است. تنظیم­کننده های زاویه فاز سنتی را نیز می‌توان به صورت شکل (۲-۱۰(a)) نمایش داد گرچه مبدل آن را سوییچ­های مکانیکی تشکیل می‌دهد که در ثانویه ترانسفورماتور قرار دارند و نمی‌توان آن­ها را واحدی مجزا در نظر گرفت.

شکل (۲-۱۰(b)) نشان می‌دهد که چگونه با تغییر دامنه و فاز ولتاژ تزریقی (Vp) ولتاژ سیستم (V2) نیز تغییر می‌کند. دایره شکل (۲-۱۰ (b)) ناحیه‌ای که Vp می‌تواند درآن قرار گیرد را نمایش می‌دهد. ‌بنابرین‏ می‌توان توان اکتیو و یا راکتیو انتقالی از خط را با تزریق ولتاژ دینامیکی کنترل‌پذیر مدوله کرد.

مدوله­کردن توان اکتیو و یا راکتیو می‌تواند نوسانات سیگنال کوچک سیستم را میرا کند و پایداری سیستم در برابر اغتشاشات سیگنال بزرگ را بالا ببرد. مهمترین کاربرد PST کنترل توان حقیقی و میراسازی نوسانات توان است. معمولاً دامنه تغییرات ولتاژ به وسیله PST ناچیز و قسمت عمده کنترل توان با تغییر در زاویه ولتاژ خط صورت می‌گیرد. در PSTهای جدید زاویه ولتاژ تزریقی بین ۰ تا ۲ قابل تنظیم است.

_____________________________

۱٫Excitation Transformer

۲٫Boosting (Series) Transformer

۲-۵-۱:کاربردهای PST

کاربردهای حالت ماندگار PST شامل موارد زیر است :

• • کنترل توان خط انتقال

• • تقسیم مطلوب توان میان خطوط موازی

• جلوگیری از گردش حلقوی توان میان خطوط

۲-۵-۲:کاربردهای دینامیکی و گذرا

کاربردهای دینامیکی و گذرا عبارتنداز:

• • حذف نوسانات توان بین ناحیه‌ای

• • بهبود پایداری گذرا

• کاهش فشارهای وارد بر شفت ژنراتور در حالت گذرا

شکل( ۲-۱۰ ):PST و نمودار فازوری ولتاژ

۲-۶:معرفی جبرانسازی سری سنکرون استاتیک SSSC:

SSSC یک مبدل منبع ولتاژ سنکرون است که به طور سری با سیستم انتقال قرار می‌گیرد و از لحاظ عملکرد مشابه PST است. توان حقیقی موردنیاز SSSC جهت تبادل با شبکه قدرت از سوی یک منبع انرژی DC (باتری یا خازن که در سمت DC مبدل قرار دارد) تأمین می‌گردد.

ولتاژ خروجی در SSSC با کنترل زمان هدایت سوییچ­های واقع در مبدل منبع ولتاژ صورت می‌گیرد. ‌بنابرین‏ تحت هر شرایطی (ماندگار/گذرا) با تنظیم ولتاژ خروجی SSSC توان خط انتقال کنترل می‌گردد.

۲-۶-۱:کاربرد های SSSC

عمده موارد کاربرد SSSC عبارتند از:

• • کنترل دینامیکی پخش بار

• • کنترل دینامیکی ولتاژ

• بهبود پایداری گذرا

شکل (۲-۱۱) ساختار و طرز اتصال SSSC به شبکه را نشان می‌دهد.

شکل(۲-۱۱): ساختار SSSC

۲-۷: معرفی کنترل­ کننده یکپارچه توان UPFC

UPFC از اتصال STATCOM و SSSC پدید می‌آید. بخش­های سری و موازی در UPFC مشترکاً با یک خازن DC تغذیه می‌شوند. از لحاظ توانمندی UPFC کلیه اعمال جبرانسازی سری و موازی را با هم انجام می‌دهد و می‌تواند به طور پیوسته زاویه فاز، امپدانس و دامنه ولتاژ را کنترل کند و ‌بنابرین‏ توان حقیقی و راکتیو خط انتقال را مستقلاً کنترل کند.

بخش­های سری و موازی در UPFC عملکرد مستقل دارند. از دیدگاهی UPFC را می‌توان با PST مقایسه نمود با این تفاوت که ولتاژ سری تزریق با هر فاز و دامنه (در محدوده تعریف­شده) قابل دستیابی است.

UPFC قابلیت ­های STATCOM و TCSC را یک­جا در بر دارد و حوزه عملکرد آن در صفحه توان (P-Q) وسیعتر از سایرین است. شکل (۲-۱۲) طرحی از UPFC را نشان می‌دهد.

در این شکل همچنین حوزه کاری چند عنصر FACTS با یکدیگر مقایسه شده است و چنان که دیده می‌شود UPFC نسبت به بقیه برتری دارد. ناحیه‌ هاشور خورده متعلق به UPFC است.

شکل( ۲-۱۲): UPFC و ناحیه کاری چند نوع FACTS در صفحه ‍P-Q

۲-۸:معرفی کنترل­ کننده توان بین خطوط(IPFC)

مفهوم IPFC را می‌توان توسعه مفهوم جبرانسازی سری سنکرون استاتیک (SSSC) دانست. SSSC وسیله‌ای مبتنی بر مبدل منبع ولتاژ (VSC)¹ است که ولتاژی را به صورت سری با خط انتقال به آن تزریق می‌کند از آنجایی که شین DC مبدل منبع ولتاژ هیچ منبع توان حقیقی ندارد توان حقیقی تزریق­شده به وسیله SSSC به خط انتقال به منظور اطمینان از بهره‌برداری مناسب وسیله باید صفر باشد (به غیر از مقدار کمی توان که در خود IPFC تلف می‌شود).

این نشان می‌دهد که ولتاژ تزریق­شده همیشه باید با جریان خط ۹۰ درجه اختلاف فاز داشته باشد و تنها متغیر قابل کنترل دامنه ولتاژ است. اگر دو خط از یک شین پست خارج شود و روی هر کدام یک SSSC باشد، شین­های DC مبدل منبع ولتاژ می‌توانند تزویج شوند تا اجازه دهند توان حقیقی بین دو VSC تغییر کند.

__________________________________________

۱٫ Voltage Source Convertor

این آرایش IPFC نامیده می‌شود و شکل (۲-۱۳) این ساختار را نشان می‌دهد. با این ساختار توان حقیقی می‌تواند از یک طرف خط گرفته و به طرف دیگر تزریق شود. ‌بنابرین‏ برخلاف SSSC دیگر لزومی بر عمودبودن ولتاژ تزریقی بر جریان خط وجود ندارد. این نشان می‌دهد که هر دوی دامنه و فاز ولتاژ تزریق­شده روی یک خط می ­تواند کنترل شود. اگرچه برای کارکرد مناسب عنصر، ولتاژ شین DC باید ثابت نگه داشته شود و توان تزریق­شده به یک خط باید با توان جذب شده با خط دیگر برابر باشد. ‌بنابرین‏ تنها یکی از متغیرهای ولتاژ تزریق­شده به خط دیگر می‌تواند به صورت مستقل کنترل شود.

مقادیر نامی IPFC می‌تواند با دو کمیت حداکثر دامنه ولتاژی که می‌تواند تزریق شود و مقدار نامی VA تعیین گردد. وقتی IPFC به توان نامی می‌رسد که دامنه ولتاژ تزریقی و جریان خط هر دو در مقدار نامی باشند.

شکل( ۲-۱۳): ساختار IPFC

آشنایی با سیستم‌های بادی

تولید انرژی الکتریکی

فصل سوم:

۳-۱:مقدمه