Voltage control and reactive power management
ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ এবং প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি ব্যবস্থাপনা একটি আনুষঙ্গিক পরিষেবার দুটি দিক যা ট্রান্সমিশন নেটওয়ার্কগুলির নির্ভরযোগ্যতা সক্ষম করে এবং এই নেটওয়ার্কগুলিতে বিদ্যুৎ বাজারকে সহজতর করে। এই ক্রিয়াকলাপের উভয় দিকই আন্তঃসম্পর্কিত (একটি বিকল্প বিদ্যুৎ (এসি) নেটওয়ার্কে ভোল্টেজ পরিবর্তন প্রতিক্রিয়াশীল শক্তির উৎপাদন বা শোষণের মাধ্যমে প্রভাবিত হয়), তাই এই নিবন্ধের মধ্যে ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ শব্দটি প্রাথমিকভাবে এই মূলত একক ক্রিয়াকলাপকে মনোনীত করতে ব্যবহৃত হবে, যেমনটি কার্বি এবং হার্স্ট (1997) দ্বারা প্রস্তাবিত। ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণে একটি এসি চক্রের মধ্যে প্রতিক্রিয়াশীল পাওয়ার ইনজেকশন অন্তর্ভুক্ত থাকে না; এগুলি একটি পৃথক আনুষঙ্গিক পরিষেবার একটি অংশ, তথাকথিত সিস্টেম স্থিতিশীলতা পরিষেবা। প্রতিক্রিয়াশীল শক্তির সঞ্চালন তার প্রকৃতির দ্বারা সীমাবদ্ধ, তাই ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ পাওয়ার গ্রিড জুড়ে বিতরণ করা সরঞ্জামের টুকরোগুলির মাধ্যমে সরবরাহ করা হয়, ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ন্ত্রণের বিপরীতে যা সিস্টেমে সামগ্রিক সক্রিয় শক্তির ভারসাম্য বজায় রাখার উপর ভিত্তি করে। ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন কির্বি এবং হার্স্ট ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজনের পিছনে তিনটি কারণ নির্দেশ করেঃ পাওয়ার নেটওয়ার্ক সরঞ্জামগুলি একটি সংকীর্ণ ভোল্টেজ পরিসরের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, গ্রাহক পক্ষের বিদ্যুৎ ব্যবহারকারী সরঞ্জামগুলিও তাই। এই সীমার বাইরে কাজ করার ফলে সরঞ্জামগুলি ব্যর্থ হবে; প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি জেনারেটর এবং ট্রান্সমিশন লাইনে উত্তাপ সৃষ্টি করবে, তাপ সীমার জন্য উৎপাদন এবং প্রকৃত (সক্রিয়) শক্তির প্রবাহকে সীমাবদ্ধ করার প্রয়োজন হবে; ট্রান্সমিশন লাইনে প্রতিক্রিয়াশীল শক্তির ইনজেকশন ক্ষতির কারণ হয়ে দাঁড়ায় যা শক্তির অপচয় ঘটায়, যার ফলে প্রাইম মুভার দ্বারা সরবরাহ করা শক্তি বৃদ্ধি করতে বাধ্য হয়। গ্রিডে বিশেষ ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ যন্ত্রের ব্যবহার একটি সিঙ্ক্রোনাস জেনারেটরের রটার কোণের ওঠানামা হ্রাস করে বিদ্যুৎ ব্যবস্থার স্থিতিশীলতার উন্নতি করে (যা জেনারেটরগুলি প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি উৎস বা ডুবিয়ে দেওয়ার কারণে ঘটে)। প্রতিক্রিয়াশীল শক্তির অবস্থার পরিবর্তনের সময় যে পাওয়ার বাস এবং সিস্টেমগুলি ভোল্টেজে বড় পরিবর্তন প্রদর্শন করে তাদের দুর্বল সিস্টেম বলা হয়, অন্যদিকে যেগুলির তুলনামূলকভাবে ছোট পরিবর্তন রয়েছে সেগুলি শক্তিশালী (সংখ্যাসূচকভাবে, শক্তিটি শর্ট সার্কিট অনুপাত হিসাবে প্রকাশ করা হয় যা শক্তিশালী সিস্টেমগুলির জন্য বেশি)। প্রতিক্রিয়াশীল শক্তির শোষণ এবং উৎপাদন যন্ত্রগুলি প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি শোষণ করে যদি তাদের ল্যাগিং পাওয়ার ফ্যাক্টর থাকে (ইন্ডাক্টরের মতো) এবং প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি উৎপাদন করে যদি তাদের একটি নেতৃস্থানীয় পাওয়ার ফ্যাক্টর থাকে (ক্যাপাসিটারের মতো)। বৈদ্যুতিক গ্রিড সরঞ্জাম ইউনিটগুলি সাধারণত প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি সরবরাহ করে বা ব্যবহার করেঃ সিঙ্ক্রোনাস জেনারেটর অত্যধিক উত্তেজিত হলে প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি সরবরাহ করবে এবং জেনারেটরের ক্ষমতা বক্ররেখার সীমা সাপেক্ষে এটি শোষণ করবে। ট্রান্সফরমারগুলি সর্বদা প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি শোষণ করবে। বিদ্যুতের লাইনগুলি প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি শোষণ করবে বা সরবরাহ করবেঃ ওভারহেড পাওয়ার লাইনগুলি কম লোডে প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি সরবরাহ করবে, তবে লোডটি লাইনের সার্জ প্রতিবন্ধকতা অতিক্রম করার সাথে সাথে লাইনগুলি ক্রমবর্ধমান পরিমাণে প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি গ্রহণ করতে শুরু করে। ভূগর্ভস্থ বিদ্যুৎ লাইনগুলি ক্যাপ্যাসিটিভ, তাই এগুলি সার্জ ইম্পিডেন্সের নিচে লোড করা হয় এবং প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি সরবরাহ করে। বৈদ্যুতিক লোড সাধারণত প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি শোষণ করে, সাধারণ যন্ত্রপাতিগুলির জন্য পাওয়ার ফ্যাক্টর 0.65 (বৈদ্যুতিক মোটর সহ গৃহস্থালী সরঞ্জাম, যেমন একটি ওয়াশিং মেশিন) থেকে 1 (বিশুদ্ধভাবে প্রতিরোধী লোড যেমন ভাস্বর আলো) পর্যন্ত। একটি সাধারণ বৈদ্যুতিক গ্রিডে, ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণের মূল বিষয়গুলি সিঙ্ক্রোনাস জেনারেটর দ্বারা সরবরাহ করা হয়। এই জেনারেটরগুলি স্বয়ংক্রিয় ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক দ্বারা সজ্জিত যা জেনারেটরের টার্মিনালে ভোল্টেজকে লক্ষ্য সীমার মধ্যে রেখে উত্তেজনা ক্ষেত্রকে সামঞ্জস্য করে। অতিরিক্ত প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি ক্ষতিপূরণের কাজ (ভোল্টেজ ক্ষতিপূরণ নামেও পরিচিত) ক্ষতিপূরণকারী যন্ত্রগুলির জন্য বরাদ্দ করা হয়ঃ নিষ্ক্রিয় (স্থায়ীভাবে সংযুক্ত বা স্যুইচ করা) প্রতিক্রিয়াশীল শক্তির সিঙ্ক (যেমন, শান্ট চুল্লি যা একক ঘূর্ণায়মান এবং লোহার কোর সহ নির্মাণে ট্রান্সফরমারের অনুরূপ)। একটি শান্ট চুল্লি সাধারণত একটি দীর্ঘ ট্রান্সমিশন লাইনের শেষ বা একটি দুর্বল সিস্টেমের সাথে সংযুক্ত থাকে যাতে হালকা লোডের অধীনে অতিরিক্ত ভোল্টেজ প্রতিরোধ করা যায় (ফেরান্টি প্রভাব); প্রতিক্রিয়াশীল শক্তির নিষ্ক্রিয় উৎস (যেমন, শান্ট বা সিরিজ ক্যাপাসিটার)। শান্ট ক্যাপাসিটারগুলি 1910-এর দশক থেকে পাওয়ার সিস্টেমে ব্যবহৃত হয় এবং কম খরচ এবং স্থাপনার আপেক্ষিক স্বাচ্ছন্দ্যের কারণে জনপ্রিয়। একটি শান্ট ক্যাপাসিটর দ্বারা সরবরাহকৃত প্রতিক্রিয়াশীল শক্তির পরিমাণ লাইন ভোল্টেজের বর্গক্ষেত্রের সাথে আনুপাতিক, তাই নিম্ন-ভোল্টেজ পরিস্থিতিতে (প্রায়শই প্রতিক্রিয়াশীল শক্তির অভাবের কারণে) ক্যাপাসিটর কম অবদান রাখে। এটি একটি গুরুতর ত্রুটি, কারণ একটি ক্যাপাসিটার দ্বারা প্রতিক্রিয়াশীল শক্তির সরবরাহ যখন সবচেয়ে বেশি প্রয়োজন হয় তখন কমে যায়; সিরিজ ক্যাপাসিটারগুলি লোড করা ওভারহেড পাওয়ার লাইনের ইন্ডাক্টিভ প্রতিক্রিয়া পূরণ করতে ব্যবহৃত হয়। পাওয়ার কন্ডাক্টরগুলির সাথে সিরিজে সংযুক্ত এই যন্ত্রগুলি সাধারণত প্রতিক্রিয়াশীল শক্তির ক্ষতি হ্রাস করতে এবং লাইনের মাধ্যমে প্রেরণ করা যেতে পারে এমন সক্রিয় শক্তির পরিমাণ বাড়াতে ব্যবহৃত হয়, স্ব-নিয়ন্ত্রণের সাথে প্রতিক্রিয়াশীল শক্তির সরবরাহ (সরবরাহ ভাগ্যক্রমে উচ্চতর লোডের সাথে বৃদ্ধি পায়) গৌণ বিবেচনা; একটি সিরিজ ক্যাপাসিটর জুড়ে ভোল্টেজ সাধারণত কম হয় (নেটওয়ার্কের নিয়ন্ত্রণ সীমার মধ্যে, রেট করা ভোল্টেজের কয়েক শতাংশ), তাই এর নির্মাণ তুলনামূলকভাবে কম ব্যয়বহুল। যাইহোক, লোড সাইডে একটি শর্টের ক্ষেত্রে, ক্যাপাসিটরটি সংক্ষিপ্তভাবে পূর্ণ লাইন ভোল্টেজের সংস্পর্শে আসবে, এইভাবে সুরক্ষা সার্কিটগুলি বিধান করা হয়, সাধারণত স্পার্ক ফাঁক, জেডএনও ভেরিস্টার এবং সুইচগুলি জড়িত থাকে; সক্রিয় ক্ষতিপূরণকারী (যেমন, সিঙ্ক্রোনাস কনডেন্সার, স্ট্যাটিক ভ্যার ক্ষতিপূরণকারী, স্ট্যাটিক সিঙ্ক্রোনাস ক্ষতিপূরণকারী যা প্রতিক্রিয়াশীল শক্তির উৎস বা সিঙ্ক হতে পারে; ট্রান্সফরমার নিয়ন্ত্রণ (যেমন, ট্যাপ-চেঞ্জিং ট্রান্সফরমার)। নিষ্ক্রিয় ক্ষতিপূরণ যন্ত্রগুলি স্থায়ীভাবে সংযুক্ত করা যেতে পারে, অথবা ম্যানুয়ালি, টাইমার ব্যবহার করে বা স্বয়ংক্রিয়ভাবে সেন্সর ডেটার উপর ভিত্তি করে স্যুইচ (সংযুক্ত এবং সংযোগ বিচ্ছিন্ন) করা যেতে পারে। সক্রিয় যন্ত্রগুলি স্ব-সামঞ্জস্যপূর্ণ। আন্ডার-লোড ট্যাপ-চেঞ্জিং (ইউএলটিসি) বৈশিষ্ট্য সহ ট্যাপ-চেঞ্জিং ট্রান্সফরমারগুলি সরাসরি ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। সিস্টেমে সমস্ত ট্যাপ-চেঞ্জিং ট্রান্সফর্মারগুলির ক্রিয়াকলাপ ট্রান্সফর্মারগুলির মধ্যে এবং শান্ট ক্যাপাসিটারগুলির প্রয়োগের সাথে সিঙ্ক্রোনাইজ করা দরকার। প্রতিক্রিয়াশীল শক্তির ভারসাম্যের স্থানীয় প্রকৃতির কারণে, আদর্শ পদ্ধতি হল প্রতিক্রিয়াশীল শক্তিকে স্থানীয়ভাবে পরিচালনা করা (বিকেন্দ্রীভূত পদ্ধতি)। মাইক্রোগ্রিডের বিস্তার নমনীয় কেন্দ্রীভূত পদ্ধতিকে আরও সাশ্রয়ী করে তুলতে পারে। প্রতিক্রিয়াশীল শক্তির মজুদ সিস্টেমটি খুব দ্রুত (গতিশীল প্রয়োজনীয়তা) অতিরিক্ত পরিমাণে প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি সরবরাহ করতে সক্ষম হওয়া উচিত কারণ একটি জেনারেটর বা ট্রান্সমিশন লাইনের একক ব্যর্থতা (যার জন্য পরিকল্পনা করতে হবে) অবিলম্বে অবশিষ্ট ট্রান্সমিশন লাইনের কিছু অংশে লোড বাড়ানোর সম্ভাবনা রাখে। ওভারহেড পাওয়ার লাইনের প্রকৃতি হল যে লোড বাড়ার সাথে সাথে লাইনগুলি ক্রমবর্ধমান পরিমাণে প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি খরচ করতে শুরু করে যা প্রতিস্থাপনের প্রয়োজন। সুতরাং একটি বড় সঞ্চালন ব্যবস্থার জন্য প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি সঞ্চয়ের প্রয়োজন হয় ঠিক যেমন প্রকৃত শক্তির জন্য সঞ্চয়ের প্রয়োজন হয়। যেহেতু প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি তারের পাশাপাশি আসল শক্তির উপর দিয়ে যায় না, তাই তার উৎপাদনকে লোডের কাছাকাছি কেন্দ্রীভূত করার জন্য একটি উদ্দীপনা রয়েছে। বৈদ্যুতিক বিদ্যুৎ ব্যবস্থার পুনর্গঠন পাওয়ার গ্রিডের এই অংশটিকে সমন্বিত পাওয়ার ইউটিলিটির হাত থেকে সরিয়ে দেয়, তাই প্রবণতাটি হল সমস্যাটিকে গ্রাহকের দিকে ঠেলে দেওয়া এবং লোডের জন্য একটি নিকট-ঐক্য পাওয়ার ফ্যাক্টরের সাথে কাজ করা প্রয়োজন। আরও দেখুন সক্রিয় নেটওয়ার্ক ব্যবস্থাপনার তথ্যসূত্র উৎস বৈদ্যুতিক শক্তি সঞ্চালন