ضعیف‌ترین باس، ‌‌به‌عنوان نزدیک‌ترین باس به ‌فروپاشی ولتاژ تعریف می‌شود. می‌توان معادل ضعیف‌ترین باس را معادله دیفرانسیل، ‌‌تغییرات دیفرانسیل ولتاژ به‌ تغییرات بار بیان کرد. با بهره گرفتن از معادلات جریان قدرت، ‌‌تغییر در سیستم توان اکتیو برابر است با:
(۲-۱)
در نتیجه در ضعیف ترین باس خوهیم داشت:
(۲-۲)
چون C∂λ همان dV برای هر‌یک از عناصر در بردار مماس می‌باشد، ‌انتخاب ضعیف‌ترین باس به ‌آسانی انتخاب با بزرگترین مقدار dV می‌باشد [۲].

( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

معمولا قرار دادن توان راکتیو در ضعیف‌ترین باس موجب پایداری ولتاژ حاشیه‌ای می‌شود و ‌این کار را می‌توان با خازن‌های شنت و ‌یا با کنترل کننده‌های FACTS انجام داد. با ‌این حال هر‌یک از دستگاه‌های جبران کننده دارای خصوصیات مختلفی هستند و برخی از آن‌ها ممکن است مشکلاتی را در خصوص پایداری استاتیکی ولتاژ سبب شوند.
۲-۱-۵ جبران‌ساز استاتیکی توان راکتیو (SVC)
جبران‌ساز SVC را می‌توان از اولین نسل جبران‌سازهای پیشرفته دانست که در اولین دهه هفتاد میلادی معرفی شد.‌ این جبران‌سازها بصورت موازی به‌ نقطه‌ای که قرار است عمل جبران‌سازی انجام شود متصل می‌شوند. SVC اساسا ‌یک ‌تولید‌کننده‌ یا مصرف‌کننده توام راکتیو ‌ایستایی است که بصورت موازی متصل شده و خروجی آن برای تغییر جریان کاپاسیتیو ‌یا ‌اندکتیو تنظیم شده، ‌‌به‌گونه‌ای که متغیرهای سیستم قدرت حفظ و ‌یا کنترل شوند. متغیر کنترل شده عموما ولتاژ باس SVC است.
این تجهیز به‌عنوان وسیله‌ای جهت بهبود کیفیت توان پیامدی از فشار اقتصادی بر سیستم انرژی الکتریکی در سراسر دنیا است بنابراین درک صحیح ساختار و عملکرد کنترلی و رفتار دینامیکی آن بسیار مهم است [۳].
مدل عمومی‌SVC بصورت زیر می‌باشد:
محدوده رنج کنترلی ;
(۲-۳)
محدودیت کاپاسیتیو
محدودیت‌اندوکتیو
که در آن‌ها
: دامنه ولتاژ SVC
: امپدانس مشخصه سیستم کنترلی
: جریان جبران SVC
محدودیت گستره SVC شبیه منبع ولتاژی با راکتانس داخلی بوده و بیشتر محدودیت آن شبیه کاپاسیتور ‌یا ‌اندکتیو تثبیت می‌باشد. رفتار SVC مانند ‌یک خازن ثابت‌ یا سلف می‌باشد و انتخاب ‌اندازه مناسب ‌یکی از مسائل مهم SVC و ویژگی خروجی آن را نشان می‌دهد.
شکل(۲-۱):خصوصیات ترمینال SVC [3] شکل(۲-۲):ساختار پایه SVC [۳]
۲-۱-۵-۱ مهمترین کاربردهای SVC [4]
تثبیت ولتاژ در شبکه‌های ضعیف
کاهش تلفات انتقال
افزایش ظرفیت انتقال توان
افزایش میرایی اغتشاشات کوچک
بهبود پایداری ولتاژ
حذف نوسانات توان
۲-۱-۵-۲ رایج‌ترین انواع SVC [4]
رایج‌ترین انواع SVC با توجه به ‌عناصر به‌کار رفته در ساختمان آن‌ها به ‌شرح زیر است:
راکتور کنترل تریستوری TCR
خازن سوییچ تریستوری TSC
راکتور سوییچ تریستوری TSR
خازن سوییچ مکانیکی MSC ^[۱۴]

شکل(۲-۳): انواع SVC [4]
۲-۱-۶ جبران‌ساز استاتیکی سنکرون ((STATCOM
STATCOM ‌یک منبع تبدیل ولتاژ می‌باشد که ولتاژ DC ورودی را به ‌ولتاژ AC خروجی به‌منظور جبران نیازهای اکتیو و راکتیو سیستم تبدیل می‌کند. ‌این تجهیز دارای ویژگی‌های بهتری نسبت به‌SVC می‌باشد. زمانیکه ولتاژ سیستم کاهش پیدا می‌کند نیروی STATCOM به‌ حداکثر خود می‌رسد و حداکثر توان راکتیو خروجی تحت تاثیر مقدار ولتاژ قرار نمی‌گیرد. دیاگرام شماتیک و خصوصیات STATCOM در شکل‌های (۲-۴) و (۲-۵) نشان داده شده است [۴].

شکل (۲-۵) : مشخصات ترمینال STATCOM [4] شکل (۲-۴): ساختار پایه STATCOM [4]
همانگونه که در شکل دیده می‌شود اگر مبدل منبع ولتاژ فقط برای جبران‌سازی توان راکتیو به‌کار رود، ‌‌منبع انرژی DC می‌تواند با ‌یک خازن DC کوچک جایگزین شود. در صورتیکه توان تبادلی بین سیستم DC و AC فقط توان راکتیو باشد مبدل، ‌‌خازن را شارژ کرده و در سطح ولتاژ مورد نیاز نگه می‌دارد. مبدل از سیستم AC مقداری توان راکتیو جذب و آن‌‌‌را به‌عنوان تلفات داخلی مصرف می‌کند و ولتاژ خازن را در سطح ولتاز مورد نظر ‌‌‌‌نگه‌ می‌دارد. اگر ولتاژ تولیدی STATCOM از ولتاژ سیستم کمتر باشد، ‌‌STATCOM به‌عنوان ‌یک بار سلفی عمل نموده و توان راکتیو از سیستم جذب می‌کند. اگر STATCOM بخواهد‌‌ به‌عنوان خازن موازی عمل کند و توان راکتیو به ‌سیستم تزریق نماید، ‌‌ولتاژ آن باید بیشتر از ولتاژ سیستم باشد. بر‌خلاف SVC، STATCOM جریان خروجی را ‌‌می‌تواند مستقل از ولتاژ سیستم AC کنترل کند.
شکل (۲-۶)، ‌‌دیاگرام فازوری عملکر STATCOM را در دو حالت جذب و تولید توان راکتیو نشان می‌دهد.

شکل (۲-۶) : (الف) حالت عملکرد سلفی[۵]

شکل (۲-۶) : (ب) حالت عملکرد خازنی[۵]
۲-۱-۶-۱ مهمترین کاربردهای STATCOM [4]
کنترل دینامیکی ولتاژ
بهبود پایداری ولتاژ
حذف نوسانات توان در شبکه انتقال
کنترل توان حقیقی و راکتیو
۲-۱-۶-۲ اصول عملیات STATCOM‌
به‌طور فرض، مبدل قدرت به‌کار رفته در STATCOM می‌تواند هر دوی مبدل منبع ولتاژ (VSC) و مبدل منبع جریان (CSC) باشد. به‌ هر حال، در عمل VSC ترجیح داده می‌شود زیرا وسایل نیمه هادی قدرت در CSCها باید قابلیت بلوک کردن ولتاژ در دو جهت را داشته باشند. برای دستیابی به ‌این نوع مشخصه سوییچ‌زنی، یک دیود اضافی باید بصورت سری با یک سوییچ نیمه‌هادی مرسوم قرار بگیرد، وگرنه ساختار فیزیکی نیمه‌هادی باید اصلاح شود. VSCها با بازده بهتری نسبت به ‌CSCها می‌توانند کار کنند، در صورتیکه CSCها در کاربردهای توان بالا بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. با توجه به ‌اینکه مبدل‌های VSC در کاربرد STATCOM مرسوم‌تر می‌باشند به ‌همین خاطر به ‌بررسی STATCOM هایی که از مبدل‌های VSC استفاده می‌کنند، می‌پردازیم. یک VSC مناسب بر اساس ملاحظات زیر انتخاب می‌شود [۶]:
ولتاژ نامی شبکه قدرت، هارمونیک جریان مورد نیاز، پیچیدگی سیستم کنترل و غیره.