بررسی عملکرد STATCOM در پایداری سیستم قدرت فصل اول مقدمه   بيش از 120 سال مي‌گذرد كه انرژي الكتريكي و توان الكتريكي پا به عرصه زندگي انسان گذاشته است ، در ابتدا دوسيستم جريان متناوب و جريان مستقيم مطرح بود(سيستم ac و dc) ، كه سيستم جريان مستقيم توسط اديسون مورد مطالعه وپيگيري بود و سيستم جريان متناوب با ابداعات عملي نيكولا تسلا به صورت عملي مورد استفاده قرار گرفت . طولي نكشيد كه سيستم انتقال ac بر سيستم dc برتري يافت . پيشرفت تكنولوژي و احتياج روزافزون بشر به انرژي الكتريكي باعث بزرگ شدن سيستم قدرت شد. با بزرگ شدن شبكه قدرت و به دنبال آن پيچيده تر شدن سيستم مسائل انتقال توان وپايداري آن مطرح شد.پايداري سيستم قدرت به توانايي ماشين‌هاي سنكرون آن در گذر از يك نقطه كار حالت مانا متعاقب يك اغتشاش ، به يك نقطه كار حالت ماناي ديگر بدون از دست دادن سنكرونيسم اشاره مي‌كند. سه نوع پايداري در سيستم قدرت مطرح است: *پايداري حالت مانا *پايداري گذرا *پايداري ديناميكي پايداري حالت مانا به تغييرات آرام و تدريجي در نقاط كار مربوط است. مطالعات پايداري حالت مانا كه اغلب توسط برنامه كامپيوتري پخش بار صورت مي‌گيرد به ما اطمينان مي‌بخشد كه زواياي فاز خطوط انتقال خيلي زياد نيستند و ولتاژ باس‌ها به مقادير نامي نزديك‌اند وژنراتورها ، خطوط انتقال ، ترانسفورماتورها و تجهيزات ديگر داراي اضافه بار نمي‌باشند. پايداري گذرا به اغتشاشات عمده مانند از دست رفتن توليد ، عمليات كليد زني خط ، عيوب وتغيير ناگهاني در بار مربوط است . پس از ايجاد يك اغتشاش ، فركانس ماشين سنكرون ، اغتشاشات گذرايي را نسبت به فركانس سنكرون (60 هرتز) تجربه مي‌كند و زاويه توان ماشين تغيير مي‌نمايد . هدف از مطالعه پايداري گذرا اين است كه بفهميم ماشين ها به يك زاويه توان حالت ماناي جديد باز خواهند گشت يا نه . تغيير در سيلان توان وولتاژ باس ها نيز مورد نظر است . الگرد يك مقايسه زيبا بين برنامه پايداري گذراي سيستم قدرت و سيستم مكانيكي انجام داده است . همانطوري كه در شكل 1 1 نشان داده شده است تعدادي جرم كه نشانگر ژنراتورهاي يك سيستم قدرت مي باشد ، از يك شبكه شامل رشته‌هاي كشسان كه به منزله خطوط انتقال انرژي الكتريكي هستند ، آويزان شده است(متناظر با حالتي كه هر خط انتقال در كمتر از حد پايداري ايستاي خود بهره برداري مي‌شود ). در اين لحظه فرض كنيد كه يكي از رشته ها به ناگهان بريده شود ( متناظر با خروج ناگهاني يك خط الكتريكي از مدار ) اين امر منجر به نوسانات گذرا و هم بستر تمامي جرمها خواهد شد ودر ضمن نيروهاي كششي رشته ها نيز دچار نوسان خواهند شد . سيستم نهايتاً به يك نقطه كار جديد با يك مجموعه جديد از نيروهاي وارد بر رشته ها مي‌رسد و يا اين كه رشته‌هاي ديگري پاره شده و نتيجه حاصله يك شبكه ضعيف تر وپيامد آن فروپاشي سيستم است . يعني ، براي يك اغتشاش ، سيستم يا به صورت گذرا پايدار و يا ناپايدار است .   در سيستم‌هاي قدرت بزرگ امروزي با ماشين‌هاي سنكرون زياد كه از طريق شبكه‌هاي پيچيده انتقال به هم متصل‌اند ، مطالعات پايداري گذرا به بهترين شكل توسط كامپيوترها صورت مي‌گيرد . براي يك اغتشاش مشخص برنامه متناوباً به صورت گام به گام معادلات جبري پخش بار را كه نمايشگر يك شبكه غير خطي و معادلات ديفرانسيل غير خطي را كه نشانگر ماشين‌هاي سنكرون است ، حل مي‌كند . محاسبات ، قبل از وقوع اغتشاش ، به هنگام اغتشاش وپس از رفع اغتشاش انجام مي‌شود . خروجي برنامه شامل زاويه توان وفركانس ماشين‌هاي سنكرون ، ولتاژ باس‌ها وسيلان‌هاي توان برحسب زمان است .در اكثر حالات ، پايداري گذرا متعاقب يك اغتشاش ، در خلال اولين نوسان زواياي توان ماشين تعيين مي‌شود . در خلال اولين نوساني كه به طور نمونه حدود يك ثانيه طول مي‌كشد ، توان مكانيكي ورودی و ولتاژ داخلي ژنراتور ثابت فرض مي‌شود . پايداري ديناميكي پريود طولاني‌تري( به طور نمونه چندين ثانيه ) را در بر مي‌گيرد . بنابراين ، شبكه خطوط انتقال ، ترانسفورماتورها و بارهاي امپدانسي اساساً در حالت مانا هستند و ولتاژها ، جريان‌ها و توان‌ها را مي‌توان از معادلات جبري پخش بار به دست آورد .   محدوديت‌هاي توان انتقالي در خطوط انتقال ac كلاسيك ( فاصله ، پايداري ، و قابليت كنترل توزيع توان )كه بهره برداري پائين‌تر از خطوط وتجهيزات را ايجاب مي‌كرد باعث روي آوردن به جبران‌كننده‌ها و علي الخصوص جبران كننده‌هاي قابل كنترل گرديد. استفاده از جبران‌كننده ها اثر به سزايي در كاهش هزينة مربوط به اين محدوديت‌ها داشت . در سال‌هاي آخر دهة 1970 بوجود آمدن ابزارهاي الكترونيك قدرت انگيزة استفاده از الكترونيك قدرت در جبران توان راكتيو را فراهم نمود . اين فرايند تكاملي با توسعه‌هاي اخير در صنعت برق ودر نتيجه افزايش مشكلات وشفاف شدن محدوديت‌ها ، شتاب بيشتري گرفت . جستجو براي يافتن راه حل هاي مطلوب جهت حل مشكلات و رفع محدوديت‌ها منجر به توسعه تكنولوژيكي تحت عنوان سيستم انتقال ac قابل انعطاف ( FACTS ) توسط مؤسسه تحقيق در صنعت برق ( EPRI ) در آمريكا گرديد كه هدف نهايي از آن كنترل سيستم انتقال واقعي مبتني بر سيستم قدرت بود .   انستيتو تحقيقاتي توان الكتريكي ( EPRI ) پس از حمايت چندين ساله اش از كاربرد الكترونيك قدرت در سيستم‌هاي انتقال DC ولتاژ بالا ( HVDC ) و در جبران كننده‌هاي راكتيو خطوط AC ، در اواخر دهة 1980 مفهوم كلي سيستم انتقال AC قابل انعطاف ( FACTS ) را به رسميت شناخت . كلمه اختصاري FACTS معرف سيستم‌هاي انتقال جريان متناوب است كه در آن با به كارگيري كنترل كننده‌هاي مبتني بر الكترونيك قدرت ، قابليت كنترل آن تقويت شده وقابليت توان انتقالي آن افزايش يافته است . استفاده از ابزارFACTS در ابتدا جهت حل مسائلي كه در اواخر دهة 1980 به واسطه محدوديت در احداث خطوط انتقال بوجود آمد ، شروع شد ودر تبادل توان انتقالي رو به رشد بين مؤسسات مختلف توزيع نيروي برق با اهداف دوگانه زير سهولت ايجاد كرد : *افزايش توانايي توان انتقالي سيستم‌هاي انتقال *هدايت عبور توان در مسيرهاي مورد نظر توسعه ابزار FACTS دو روش فني متمايز را در برداشته ، كه هر كدام باعث ايجاد گروهي ازكنترل كننده‌ها شده‌اند كه قادرند مشكلات مورد نظر در شبكه راحل نمايند . گروه اول از امپدانس‌هاي راكتيو و يا از ترانسفورماتورهاي داراي تپ چنجر همراه با سوئيچ‌هاي تريستور ( به عنوان عناصر كنترل‌كننده ) استفاده مي‌نمايند ، گروه دوم از كانورترهاي استاتيكي با كموتاسيون خودي استفاده مي‌نمايند .