طراحی کنترلر فاز با استفاده از مدل میانگین جبرانساز استاتیکی

شبکه های انتقال نیروی انعطاف پذیر (FACTS)، یکی از جنبه های انقلاب الکترونیک است که در همه زمینه های انرژی الکتریکی در حال وقوع می باشد. مفهوم  FACTS نخستين بار در سال ۱۹۸۸ توسط Hingorani   مطرح شد. گستره ادوات قدرت نیمه هادی های علاوه بر مزایای کلید زنی سریع و قابل اطمینان، با تکیه بر مفاهیم جدیدی از مدارها فرصت هایی را برای ارزشمند نمودن انرژی الکتریکی فراهم می‌کند. کمبود توان راکتیو در شبکه هاي قدرت سبب ایجاد افت ولتاژ، نوسانات ولتاژ، تلفات سیستم، کاهش ظرفیت انتقال توان، ناپایداری در سیستم و برهم خوردن پروفیل ولتاژ می‌شود. با توجه به گسترش و پیچیدگی شبکه هاي قدرت جبران سازهاي توان راکتیو به منظور جلوگیري از فروپاشی ولتاژ از اهمیت خاصی برخوردار هستند.

یکی از انواع تجهیزات نسل دوم ادوات S FACT که براي جبران سازي موازي در خطوط انتقال به کار می‌رود، جبران ساز استاتیکی سنکرون یا STATCOM است. امروزه با توجه به مزیت هاي STATCOM نسبت به نسل اول خود یعنی SVC به کار می‌رود. جبرانساز ها که امروزه بطور کلی برای کنترل دینامیکی ولتاژ، امپدانس و زاویه فاز خطوط AC مورد استفاده قرار می‌گیرد، می‌تواند به چهار ترکیب اصلی دسته بندی گردد:

– کنترل کننده های سری

– کنترل کننده های سری- سری

– کنترل کننده های موازی (شنت)

– کنترل کننده های سری-موازی

مهمترین گزینه‌های پیشنهادی برای جبران سازی عبارتند از: نصب بانکهای خازنی ثابت، نصب بانکهای خازنی سوئیچ شونده، نصب جبران‌ساز وار استاتیکی SVC و جبران ساز وار فعال با استفاده از STATCOM؛ بهترین راه حل، استفاده از جبران‌ساز‌های موازی همچون SVC و STATCOM به علت داشتن مزایای بهتر نسبت به انواع دیگر جبرانساز ها می‌باشد. نتایج نشان  می‌دهد که اگر STATCOM و SVC در محل نصب شوند سبب افزایش پایداري ولتاژ شده و توانایی انتقال قدرت را افزایش می‌دهند. با توجه به اینکه STATCOM نسل دوم SVC می‌باشد دارای مزایای بیشتری نسبت به SVC است، در STATCOM توان راکتیو مبادله شده بدون استفاده از خازن های AC یا سلف فقط با کلیدزنی متعدد کانورترهای قدرت تامین می‌شود درصورتیکه در SVC توان مبادله شده با شبکه توسط خازن و سلف تامین می‌گردد. کنورتورهایی که امروزه در طراحی STATCOM به کار می رود بیشتر از نوع کنورتور منبع ولتاژ هستند. عملکرد و اساس کار SVC و STATCOM در بخش های بعدی به تفصیل شرح داده می‌شود. لازم به ذکر است که این کنورتورها با روش های مختلفی قابل کنترل می‌باشند، از قبیل کنترلر مبنی برجریان و یا ولتاژ که از خط نمونه گیری و بصورت فیدبک به کنترلر اعمال می‌کند. در این پایان نامه از روش کنترل ولتاژی استفاده شده است که کنترل بر روی زاویه فاز ولتاژ می‌باشد.