Universaalne võimsusvoo kontroller
Universaalne võimsusvoo kontroller (inglise keeles unified power flow controller, lühend UPFC) on elektriseade, mis tagab reaktiivvõimsuse kiire kompenseerimise kõrgepingevõrgus. Kontroller võimaldab juhtida kõrgepingelistes ülekandeliinides nii aktiiv- kui ka reaktiivvõimsuse voogusid.
Võimsuvoo kontrollerit kasutatakse peamiselt kõrgepinge hoidmiseks kindlal tasemel, näiteks Euroopas levinud pingetasemed on 380 kV ja 220 kV. Pinge reguleerimiseks kasutatakse jõuelektroonikat sarnaselt sellega, mis on kasutusel kõrgepingelise alalisvoolu ülekande (HVDC) seadmestikus. Jõuelektroonika valdkonnas on universaalne võimsusvoo kontroller üks paindlikest vahelduvvoolu ülekandesüsteemidest (FACTS).
Tööpõhimõte muuda
UPFC koosneb liiniga paralleelselt ühendatud jõutrafost T1 ja jadamisi ühendatud trafost T2, mis töötab nagu voolutrafo. Nende trafode vahele on ühendatud kaks muundurit (konverterit) ja alalisvoolu vaheahel (skeemil on see kujutatud kondensaatori tingmärgiga). UPFC ühendatakse kõrgepingeliiniga kas selle alguses või lõpus.
Mõlema muunduri vooluvoo nurga ja faasinurga ajalise juhtimisega saab tüürida võimsusvoogu T1 ja T 2 vahel ning kompleksset diferentspinget U1 ja U2 vahel. Seejuures saab alalisvoolu vaheahela kaudu edastada ainult aktiivvõimsust.
Võimalikud on järgmised üksteisest sõltumatud operatsioonid:
- T1 koos esimese muunduriga teeb võrguskättesaadavaks nii induktiivse kui ka mahtuvusliku reaktiivvõimsuse, mida kasutatakse reaktiivvõimsuse ristkompenseerimiseks . See vooluahela osa kujutab endast staatilist sünkroonkompensaatorit (STATCOM). Ühtlasi võib UPFC asendada ka näiteks staatilist reaktiivvõimsuse kompensaatorit (SVC).
- T2 koos teise muunduriga võib teostada reaktiivvõimsuse pikisuunalist kompenseerimist. Seda saab kasutada jadamisi ühendatud liini loomuliku võimsuse mõjutamiseks või liini impedantsi reguleerimiseks.
- Aktiivvõimsuse ülekandmisega kahe trafo vahel saab aktiivvõimsuse voogu liinis teatud määral sihipäraselt juhtida (nagu faasinihketrafode puhul). Faasinurki saab seadistada täpsemalt, kiiremini ja suuremas ulatuses kui faasinihketrafode puhul.
- Kolmefaasilistes rakendustes saab UPFCd kasutada ka selleks, et teatud määral tasakaalustada koormusi faaside vahel. Faasikoormuste tasakaalustamine toimub ühise alalisvoolu vaheahela kaudu.
UPFC puuduseks on muundurite võrdlemisi keerukas ja kulukas jõuelektroonika ning ka vajalik juhtelektroonika, sh arvutipõhised juhtimistasemed. Muundurite võimsus on umbes 20 % juhitavatest võimsusvoogudest, kusjuures näivvõimsus võib ulatuda sadade megavoltampriteni, vaheahela alalispinget mõõdetakse kümnetes kilovoltides.