تحلیل پایداری ولتاژ در خطوط انتقال با استفاده از STATCOM یا UPFC

پایداری ولتاژ یکی از مهمترین شاخصهای عملکرد سیستمهای قدرت است که تضمین آن نقش حیاتی در پایداری کلی شبکه، کیفیت توان و جلوگیری از خاموشی های گسترده دارد. با توجه به افزایش پیچیدگی و گسترش شبکه های انتقال برق، حفظ و بهبود پایداری ولتاژ به چالشی جدی تبدیل شده است. در این راستا، استفاده از ادوات FACTS (Flexible AC Transmission Systems) به ویژه STATCOM (Static Synchronous Compensator) و UPFC (Unified Power Flow Controller) به عنوان راهکارهای موثر و پیشرفته مطرح شده اند. این تجهیزات با کنترل دقیق توان راکتیو و اکتیو در نقاط مختلف شبکه، توانایی تنظیم سریع و بهینه ولتاژ خطوط انتقال را فراهم می کنند. در این مقاله، ابتدا اصول عملکرد STATCOM و UPFC تشریح شده و تفاوت های کلیدی این دو تجهیز از نظر کنترل توان و پاسخدهی بررسی می شود. سپس با استفاده از نرم افزار MATLAB/Simulink، شبیه سازی های جامع انجام شده و تاثیر این ادوات در بهبود پایداری ولتاژ تحت شرایط مختلف بارگذاری و اغتشاشات گذرا تحلیل گردیده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که هر دو تجهیز توانایی کاهش نوسانات ولتاژ و بهبود کیفیت توان را دارند، ولی UPFC به دلیل قابلیت کنترل همزمان توان اکتیو و راکتیو، در حفظ ولتاژ به مقدار نامی و جلوگیری از افت ولتاژ های ناگهانی عملکرد بهتری دارد. از سوی دیگر، STATCOM با سرعت واکنش بالا و ساختار ساده تر، گزینه های مقرون به صرفه و قابل اعتماد برای کنترل سریع توان راکتیو است. علاوه بر جنبه های فنی، در این مطالعه به بررسی چالش های فنی، اقتصادی و عملیاتی مرتبط با پیاده سازی این ادوات پرداخته شده و راهکارهای پیشنهادی برای بهینه سازی عملکرد و کاهش هزینه ها ارائه شده است. همچنین نقش این تجهیزات در شبکه های هوشمند و ارتباط آنها با فناوری های نوین مدیریت انرژی مورد بحث قرار گرفته است. این مقاله با تاکید بر اهمیت توسعه فناوری های FACTS، به ویژه UPFC و STATCOM، نشان می دهد که این ادوات می توانند نقشی کلیدی در افزایش پایداری و اطمینان شبکه های قدرت آینده ایفا کنند.

کلیدواژه ها:

پایداری ولتاژ ، ادوات FACTS ، STATCOM ، UPFC ، MATLAB/Simulink