Static synchronous compensator
સ્ટેટિક સિંક્રોનસ કોમ્પેન્સેટર (STATCOM) એ શન્ટ-કનેક્ટેડ, પ્રતિક્રિયાશીલ કોમ્પેન્સેશન ઉપકરણ છે જેનો ઉપયોગ ટ્રાન્સમિશન નેટવર્ક પર થાય છે. તે વોલ્ટેજ-સ્રોત કન્વર્ટર બનાવવા માટે પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સનો ઉપયોગ કરે છે જે વિદ્યુત નેટવર્કમાં પ્રતિક્રિયાશીલ એસી પાવરના સ્રોત અથવા સિંક તરીકે કામ કરી શકે છે. તે ઉપકરણોના FACTS પરિવારનો સભ્ય છે. સ્ટેટકોમ્સ એ અન્ય નિષ્ક્રિય પ્રતિક્રિયાશીલ પાવર ઉપકરણોના વિકલ્પો છે, જેમ કે કેપેસિટર્સ અને ઇન્ડક્ટર્સ (રિએક્ટર્સ). તેઓ ચલ પ્રતિક્રિયાશીલ પાવર આઉટપુટ ધરાવે છે, મિલિસેકન્ડ્સની દ્રષ્ટિએ તેમના આઉટપુટને બદલી શકે છે, અને કેપેસિટીવ અને ઇન્ડક્ટિવ બંને વાસણોનો પુરવઠો અને વપરાશ કરી શકે છે. જ્યારે તેનો ઉપયોગ વોલ્ટેજ સપોર્ટ અને પાવર ફેક્ટર કરેક્શન માટે થઈ શકે છે, ત્યારે તેમની ઝડપ અને ક્ષમતા ગતિશીલ પરિસ્થિતિઓ માટે વધુ યોગ્ય છે જેમ કે ખામીની પરિસ્થિતિઓ અથવા આકસ્મિક ઘટનાઓમાં ગ્રીડને ટેકો આપવો. વોલ્ટેજ-સ્રોત આધારિત એફ. એ. સી. ટી. ઉપકરણનો ઉપયોગ થોડા સમય માટે ઇચ્છનીય હતો, કારણ કે તે વર્તમાન-સ્રોત આધારિત ઉપકરણોની મર્યાદાઓને ઘટાડવામાં મદદ કરે છે, જેમના પ્રતિક્રિયાશીલ ઉત્પાદન સિસ્ટમ વોલ્ટેજ સાથે ઘટે છે. જો કે, તકનીકીની મર્યાદાઓએ ઐતિહાસિક રીતે STATCOM ના વ્યાપક સ્વીકારને અટકાવ્યો છે. જ્યારે 1990ના દાયકામાં ગેટ ટર્ન-ઓફ થાઇરીસ્ટર્સ (જી. ટી. ઓ.) વધુ વ્યાપક રીતે ઉપલબ્ધ બન્યું અને તેમાં ઉચ્ચ પાવર સ્તરો પર બંનેને ચાલુ અને બંધ કરવાની ક્ષમતા હતી, ત્યારે પ્રથમ STATCOM વ્યાવસાયિક રીતે ઉપલબ્ધ થવા લાગ્યા હતા. આ ઉપકરણો સામાન્ય રીતે વોલ્ટેજ તરંગરૂપોનું અનુકરણ કરવા માટે 3-સ્તરની ટોપોલોજી અને પલ્સ-વિડ્થ મોડ્યુલેશન (પીડબ્લ્યુએમ) નો ઉપયોગ કરે છે. આધુનિક STATCOM હવે ઇન્સ્યુલેટેડ-ગેટ બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટર (IGBT) નો ઉપયોગ કરે છે, જે ઉચ્ચ-શક્તિના સ્તરે ઝડપી સ્વિચિંગ માટે પરવાનગી આપે છે. 3-સ્તરની ટોપોલોજીઓએ મલ્ટી-મોડ્યુલર કન્વર્ટર (એમ. એમ. સી.) ટોપોલોજીઓને માર્ગ આપવાનું શરૂ કર્યું છે, જે વોલ્ટેજ વેવફોર્મમાં વધુ સ્તરો માટે પરવાનગી આપે છે, હાર્મોનિક્સ ઘટાડે છે અને કામગીરીમાં સુધારો કરે છે. ઇતિહાસ જ્યારે 19મી સદીના અંતમાં એસીએ વર્તમાન યુદ્ધ જીત્યું, અને શહેરો અને રાજ્યોને જોડતી અને જોડતી વિદ્યુત ગ્રીડ શરૂ થઈ, ત્યારે પ્રતિક્રિયાશીલ વળતરની જરૂરિયાત સ્પષ્ટ થઈ ગઈ. જ્યારે એસી પરિવર્તન અને ઘટાડેલા પ્રવાહ સાથે લાભ પ્રદાન કરે છે, ત્યારે વોલ્ટેજ અને પ્રવાહની વૈકલ્પિક પ્રકૃતિ કુદરતી કેપેસિટન્સ અને ટ્રાન્સમિશન લાઇનોના ઇન્ડક્ટન્સ સાથે વધારાના પડકારો તરફ દોરી જાય છે. ભારે ભારિત રેખાઓ લાઇનના ઇન્ડક્ટન્સને કારણે પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિનો વપરાશ કરે છે, અને જેમ જેમ 20મી સદી દરમિયાન ટ્રાન્સમિશન વોલ્ટેજમાં વધારો થયો તેમ તેમ ઉચ્ચ વોલ્ટેજ કેપેસિટીવ પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ પૂરી પાડે છે. માત્ર તેના પર ટ્રાન્સમિશન લાઇનનું સંચાલન સર્જ ઇમ્પિડન્સ લોડિંગ (એસ. આઈ. એલ.) શક્ય ન હોવાથી, પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિનું સંચાલન કરવા માટે અન્ય માધ્યમોની જરૂર હતી. તે સમયે સિંક્રોનસ મશીનોનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે જનરેટર માટે થતો હતો, અને તે થોડી પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ પ્રદાન કરી શકતી હતી, જો કે તેનાથી થતા નુકસાનમાં વધારો થવાને કારણે તે મર્યાદિત હતી. તેઓ ઓછા અસરકારક પણ બન્યા કારણ કે ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ટ્રાન્સમિશન લાઇનો સ્રોતોમાંથી વધુ ભાર ખસેડી રહી હતી. સ્થિર, શંટ કેપેસિટર અને રિએક્ટર બેન્કોએ જ્યાં જરૂર હોય ત્યાં તૈનાત કરીને આ જરૂરિયાત પૂરી કરી. ખાસ કરીને, સર્કિટ બ્રેકર્સ દ્વારા બદલાયેલા શન્ટ કેપેસિટર્સે બદલાતા ભારને કારણે વિવિધ પ્રતિક્રિયાશીલ પાવર જરૂરિયાતોને સંચાલિત કરવા માટે અસરકારક માધ્યમ પૂરું પાડ્યું હતું. જો કે, આ મર્યાદાઓથી મુક્ત નહોતું. શન્ટ કેપેસિટર્સ અને રિએક્ટર નિશ્ચિત ઉપકરણો છે, જે ફક્ત ચાલુ અને બંધ કરી શકાય છે. આના માટે જરૂરી ચોક્કસ કદનો કાળજીપૂર્વક અભ્યાસ કરવો અથવા ટ્રાન્સમિશન લાઇનના વોલ્ટેજ પર આદર્શ કરતાં ઓછી અસરો સ્વીકારવી જરૂરી હતી. 20મી સદીની શરૂઆતમાં પારો-આર્ક વાલ્વ સાથે વધુ ગતિશીલ અને લવચીક ઉકેલની જરૂરિયાતનો અહેસાસ થયો હતો. વેક્યૂમ ટ્યુબની જેમ, પારો-આર્ક વાલ્વ એક ઉચ્ચ શક્તિ ધરાવતો રેક્ટિફાયર હતો, જે ઉચ્ચ એસી વોલ્ટેજને ડીસીમાં રૂપાંતરિત કરવામાં સક્ષમ હતો. જેમ જેમ ટેકનોલોજીમાં સુધારો થયો તેમ તેમ ઊંધું વળવું પણ શક્ય બન્યું અને પારાના વાલ્વનો ઉપયોગ પાવર સિસ્ટમ્સ અને એચવીડીસી સંબંધોમાં જોવા મળ્યો. જ્યારે રિએક્ટર સાથે જોડાયેલ હોય, ત્યારે જોડાયેલ અસરકારક ઇન્ડક્ટન્સને બદલવા માટે વિવિધ સ્વિચિંગ પેટર્નનો ઉપયોગ કરી શકાય છે, વધુ ગતિશીલ નિયંત્રણ માટે પરવાનગી આપે છે. 20મી સદીના મધ્યમાં સોલિડ-સ્ટેટ સેમિકન્ડક્ટર્સના ઉદય સુધી આર્ક વાલ્વ પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ પર પ્રભુત્વ જાળવી રાખ્યું હતું. સેમિકન્ડક્ટર્સે વેક્યૂમ ટ્યુબ્સનું સ્થાન લીધું હોવાથી, થાઇરીસ્ટરે સ્ટેટિક વીએઆર કોમ્પેન્સેટર (એસવીસી) માં પ્રથમ આધુનિક એફએસીટી ઉપકરણો બનાવ્યા. અસરકારક રીતે સર્કિટ બ્રેકર તરીકે કામ કરતા કે જે મિલિસેકન્ડ્સમાં ચાલુ થઈ શકે છે, તે કેપેસિટર બેન્કોને ઝડપથી બદલવાની મંજૂરી આપે છે. રિએક્ટર સાથે જોડાયેલ અને સ્વિચ કરેલ પેટા-ચક્ર અસરકારક ઇન્ડક્ટન્સને વૈવિધ્યસભર બનાવવાની મંજૂરી આપે છે. થાઇરીસ્ટરે નિયંત્રણ પ્રણાલીમાં પણ ઘણો સુધારો કર્યો હતો, જેનાથી સિસ્ટમને વધુ સારી રીતે ટેકો આપવા માટે એસવીસીને ખામીઓ શોધવા અને તેના પર પ્રતિક્રિયા આપવાની મંજૂરી મળી હતી. થાઇરીસ્ટરે 20મી સદીના અંત સુધી એફ. એ. સી. ટી. અને એચ. વી. ડી. સી. વિશ્વમાં પ્રભુત્વ જમાવ્યું હતું, જ્યારે આઇ. જી. બી. ટી. એ તેના પાવર રેટિંગ્સ સાથે મેળ ખાવાનું શરૂ કર્યું હતું. IGBT સાથે, પ્રથમ વોલ્ટેજ-સ્ત્રોત કન્વર્ટર્સ અને STATCOM એ FACT ની દુનિયામાં પ્રવેશવાનું શરૂ કર્યું. 1987માં એમ્પાયર સ્ટેટ ઇલેક્ટ્રિક એનર્જી રિસર્ચ કોર્પોરેશન દ્વારા એક અહેવાલમાં પ્રોટોટાઇપ 1 એમવીએઆર સ્ટેટકોમનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું હતું. વેસ્ટિંગહાઉસ ઇલેક્ટ્રિક દ્વારા બનાવવામાં આવેલું પ્રથમ ઉત્પાદન 100 MVAr STATCOM 1995માં ટેનેસી વેલી ઓથોરિટી સુલિવાન સબસ્ટેશન ખાતે સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું હતું, પરંતુ તેના ઘટકોના અપ્રચલિતતાને કારણે તેને ઝડપથી નિવૃત્ત કરવામાં આવ્યું હતું. સિદ્ધાંત STATCOM નો આધાર વોલ્ટેજ સોર્સ કન્વર્ટર (VSC) છે જે અમુક પ્રકારના રિએક્ટન્સ સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલ છે, ક્યાં તો ફિક્સ્ડ ઇન્ડક્ટર અથવા પાવર ટ્રાન્સફોર્મર. આ STATCOM ને ટ્રાન્સમિશન લાઇનની જેમ વીજળીના પ્રવાહને નિયંત્રિત કરવાની મંજૂરી આપે છે, જોકે કોઈપણ સક્રિય (વાસ્તવિક) વીજ પ્રવાહ વિના. બે AC વોલ્ટેજ વચ્ચે જોડાયેલા ઇન્ડક્ટરને જોતાં, બે બિંદુઓ વચ્ચે પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિનો પ્રવાહ આ રીતે આપવામાં આવે છેઃ જ્યાંઃ પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિઃ અંત વોલ્ટેજ મોકલવુંઃ અંત વોલ્ટેજ પ્રાપ્ત કરવા અને પ્રાપ્ત કરવા વચ્ચેનો પરિમાણનો તફાવતઃ ઇન્ડક્ટર અથવા ટ્રાન્સફોર્મરનો પ્રતિક્રિયાઃ અને વચ્ચેનો તબક્કો-કોણનો તફાવત શૂન્યની નજીક (કારણ કે STATCOM કોઈ વાસ્તવિક શક્તિ પ્રદાન કરતું નથી અને માત્ર નુકસાન તરીકે થોડી માત્રાનો વપરાશ કરે છે) અને એક નિશ્ચિત કદ, પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિનો પ્રવાહ બે AC વોલ્ટેજની તીવ્રતામાં તફાવત દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. સમીકરણમાંથી, જો STATCOM સિસ્ટમ વોલ્ટેજ કરતાં વધુ વોલ્ટેજની તીવ્રતા બનાવે છે, તો તે સિસ્ટમને કેપેસિટીવ રિએક્ટિવ પાવર પૂરો પાડે છે. જો STATCOM ની વોલ્ટેજની તીવ્રતા ઓછી હોય, તો તે સિસ્ટમમાંથી પ્રેરક પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિનો વપરાશ કરે છે. મોટાભાગના આધુનિક વી. એસ. સી. પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સથી બનેલા હોય છે જે નાના વોલ્ટેજમાં ખૂબ જ ઝડપથી ફેરફાર કરવા માટે સક્ષમ હોય છે, તેથી ગતિશીલ પ્રતિક્રિયાશીલ પાવર આઉટપુટ શક્ય છે. આની સરખામણી પરંપરાગત, સ્થિર કેપેસિટર અથવા ઇન્ડક્ટર સાથે થાય છે, જે ક્યાં તો બંધ (0 MVar) અથવા તેની મહત્તમ (ઉદાહરણ તરીકે, 50 MVar) હોય છે. સમાન કદની STATCOM 50 MVar કેપેસિટીવથી 50 MVar ઇન્ડક્ટિવ સુધીની હશે, જે 1 MVar પગલાઓ જેટલી નાની હશે. STATCOM પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિને નિયંત્રિત કરવા માટે તેની વોલ્ટેજની તીવ્રતામાં ફેરફાર કરે છે, તેથી VSC કેવી રીતે ડિઝાઇન અને જોડાયેલ છે તેની ટોપોલોજી વ્યાખ્યાયિત કરે છે કે તે કેટલી અસરકારક રીતે અને ઝડપથી કાર્ય કરી શકે છે. વી. એસ. સી. અને પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક આધારિત કન્વર્ટર્સ માટે અસંખ્ય વિવિધ ટોપોલોજી ઉપલબ્ધ છે, જેમાં સૌથી સામાન્ય નીચે આવરી લેવામાં આવ્યા છે. આઇ. જી. બી. ટી. એસ. ને નીચે પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ઉપકરણ તરીકે સૂચિબદ્ધ કરવામાં આવ્યા છે, જો કે જૂના ઉપકરણો પણ જી. ટી. ઓ. થાઇરીસ્ટર્સનો ઉપયોગ કરતા હતા. બે-સ્તરીય કન્વર્ટર પ્રારંભિક વી. એસ. સી. ટોપોલોજીઓમાંનું એક બે-સ્તરીય કન્વર્ટર હતું, જે ત્રણ-તબક્કાના બ્રિજ રેક્ટિફાયરમાંથી સ્વીકારવામાં આવ્યું હતું. 6-પલ્સ રેક્ટિફાયર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે સ્વિચિંગના આધારે વિવિધ આઇજીબીટી પાથ દ્વારા એસી વોલ્ટેજને જોડવામાં સક્ષમ છે. જ્યારે એસીને ડીસીમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે રેક્ટિફાયર તરીકે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે આ તરંગ સ્વરૂપના હકારાત્મક અને નકારાત્મક બંને ભાગને ડીસીમાં રૂપાંતરિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. જ્યારે સ્ટેટકોમ માટે વી. એસ. સી. માં ઉપયોગ થાય છે, ત્યારે બે સ્તરો સાથે ચોરસ તરંગ ઉત્પન્ન કરવા માટે કેપેસિટરને ડી. સી. બાજુએ જોડી શકાય છે. આ એકલા STATCOM માટે કોઈ વાસ્તવિક લાભ પ્રદાન કરતું નથી, કારણ કે વોલ્ટેજની તીવ્રતા નિશ્ચિત છે. જો કે, જો આઇ. જી. બી. ટી. ને પૂરતી ઝડપથી ફેરવી શકાય, તો વોલ્ટેજની તીવ્રતાને નિયંત્રિત કરવા માટે પલ્સ-વિડ્થ મોડ્યુલેશન (પી. ડબલ્યુ. એમ.) નો ઉપયોગ કરી શકાય છે. કઠોળના સમયગાળામાં ફેરફાર કરીને, વોલ્ટેજ તરંગરૂપની અસરકારક તીવ્રતાને નિયંત્રિત કરી શકાય છે. પીડબ્લ્યુએમ હજુ પણ માત્ર ચોરસ તરંગો ઉત્પન્ન કરે છે, તેથી હાર્મોનિક પેઢી ખૂબ નોંધપાત્ર છે. વિવિધ સ્વિચિંગ પેટર્ન પર વિશ્લેષણાત્મક તકનીકો દ્વારા કેટલાક હાર્મોનિક ઘટાડો પ્રાપ્ત કરી શકાય છે; જો કે, આ નિયંત્રક જટિલતા સુધી મર્યાદિત છે. બે-સ્તરના કન્વર્ટરના દરેક સ્તરમાં સામાન્ય રીતે બહુવિધ શ્રેણીના આઇ. જી. બી. ટી. નો સમાવેશ થાય છે, જેથી જરૂરી અંતિમ વોલ્ટેજ બને છે, તેથી વ્યક્તિગત ઉપકરણો વચ્ચે સંકલન અને સમય પડકારજનક બની જાય છે. થ્રી-લેવલ કન્વર્ટર કન્વર્ટર ટોપોલોજીમાં વધારાના સ્તરો ઉમેરવાથી સાચા વોલ્ટેજ સાઇન વેવને વધુ નજીકથી પ્રતિબિંબિત કરવાનો ફાયદો થાય છે, જે હાર્મોનિક જનરેશનને ઘટાડે છે અને કામગીરીમાં સુધારો કરે છે. જો વી. એસ. સી. ના ત્રણેય તબક્કાઓ તેની પોતાની બે-સ્તરની કન્વર્ટર ટોપોલોજીનો ઉપયોગ કરે છે, તો તબક્કો-થી-તબક્કો વોલ્ટેજ ત્રણ સ્તરનો હશે (કારણ કે જ્યારે ત્રણ તબક્કામાં સમાન સ્વિચિંગ પેટર્ન હોય છે, ત્યારે તેઓ એકબીજાની સાપેક્ષ સમયમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે). આ શૂન્ય સ્તર ઉપરાંત હકારાત્મક અને નકારાત્મક શિખરને મંજૂરી આપે છે, જે હકારાત્મક અને નકારાત્મક સમપ્રમાણતા ઉમેરે છે અને સમ ક્રમના સુમેળને દૂર કરે છે. બીજો વિકલ્પ બે-સ્તરની ટોપોલોજીને ત્રણ-સ્તરના કન્વર્ટરમાં વધારવાનો છે. કન્વર્ટરમાં બે વધારાના આઇ. જી. બી. ટી. ઉમેરીને, એક જ સમયે બે આઇ. જી. બી. ટી. ચાલુ કરીને ત્રણ અલગ અલગ સ્તરો બનાવી શકાય છે. જો દરેક તબક્કામાં પોતાનું ત્રણ-સ્તરનું કન્વર્ટર હોય, તો કુલ પાંચ સ્તર બનાવી શકાય છે. આ ખૂબ જ ક્રૂડ સાઇન વેવ બનાવે છે, જો કે PWM હજી પણ ઓછી હાર્મોનિક પેઢી પ્રદાન કરે છે (કારણ કે કઠોળ હજુ પણ તમામ પાંચ સ્તરો પર છે). વધારાના સ્તરો બનાવવા માટે થ્રી-લેવલ કન્વર્ટર્સને ટ્રાન્સફોર્મર્સ અને ફેઝ શિફ્ટિંગ સાથે પણ જોડી શકાય છે. બે સેકન્ડરીવાળા ટ્રાન્સફોર્મર, એક વાય-વાય અને અન્ય વાય-ડેલ્ટા, સ્તરની સંખ્યાને બમણી કરવા માટે બે અલગ-અલગ ત્રણ-તબક્કાના, ત્રણ-સ્તરના કન્વર્ટર સાથે જોડાઈ શકે છે. વધારાના તબક્કા-સ્થાનાંતરિત વાઇન્ડિંગ્સનો ઉપયોગ ત્રણ-સ્તરના પરંપરાગત 6 કઠોળને 12,24 અથવા તો 48 કઠોળમાં ફેરવવા માટે થઈ શકે છે. આટલા બધા કઠોળ અને સ્તરો સાથે, તરંગ સ્વરૂપ સાચા સાઇન તરંગને વધુ સારી રીતે અંદાજ આપે છે, અને ઉત્પન્ન થયેલ તમામ હાર્મોનિક્સ ઘણા ઊંચા ક્રમના હોય છે જેને લો-પાસ ફિલ્ટરથી ફિલ્ટર કરી શકાય છે. મોડ્યુલર મલ્ટી-લેવલ કન્વર્ટર જ્યારે ત્રણ-સ્તરના કન્વર્ટરમાં ફેઝ શિફ્ટિંગ ઉમેરવાથી હાર્મોનિક પ્રદર્શનમાં સુધારો થાય છે, ત્યારે તે 2,3, અથવા તો 4 વધારાના STATCOM ઉમેરવાની કિંમત પર આવે છે. તે કોઈ પણ બિનજરૂરીપણું ઉમેરતું નથી, કારણ કે સ્વિચિંગ પેટર્ન એક STATCOM ના નુકસાનને સમાવવા માટે ખૂબ જ જટિલ છે. ત્રણ-સ્તરના કન્વર્ટરનો વિચાર વોલ્ટેજ સાઇન તરંગને વધુ સારી રીતે અંદાજિત કરવા માટે વધારાના સ્તરો ઉમેરવાનો હોવાથી, મોડ્યુલર મલ્ટી-લેવલ કન્વર્ટર (MMC) નામની અન્ય ટોપોલોજી કેટલાક લાભો આપે છે. એમ. એમ. સી. ટોપોલોજી એ ત્રણ-સ્તર જેવી જ છે જેમાં વિવિધ આઇ. જી. બી. ટી. પર સ્વિચ કરવાથી વિવિધ કેપેસિટર્સને સર્કિટ સાથે જોડવામાં આવશે. દરેક આઇ. જી. બી. ટી. "સ્વીચ" નું પોતાનું કેપેસિટર હોવાથી, વોલ્ટેજને અલગ પગલાંઓમાં બનાવી શકાય છે. વધારાના સ્તરો ઉમેરવાથી પગલાંની સંખ્યામાં વધારો થાય છે, વધુ સારી રીતે સાઇન તરંગનો અંદાજ કાઢે છે. પૂરતા સ્તરો સાથે, પીડબ્લ્યુએમ જરૂરી નથી કારણ કે બનાવેલ તરંગ સ્વરૂપ સાચા વોલ્ટેજ સાઇન તરંગની નજીક છે અને ખૂબ ઓછું હાર્મોનિક્સ ઉત્પન્ન કરે છે. દરેક પગલા માટે કેપેસિટરની આસપાસની આઇ. જી. બી. ટી. વ્યવસ્થા ડીસી જરૂરિયાતો પર આધારિત છે. જો ડીસી બસની જરૂર હોય (એચવીડીસી ટાઈ માટે અથવા કૃત્રિમ જડતા સાથે સ્ટેટકોમ માટે) તો કેપેસિટર સ્તર દીઠ માત્ર બે આઇજીબીટીની જરૂર પડે છે. જો ડીસી બસની જરૂર ન હોય, અને શૂન્ય અનુક્રમ હાર્મોનિક્સને દૂર કરવા માટે ત્રણ તબક્કાઓને ડેલ્ટા વ્યવસ્થામાં જોડવાના ફાયદા હોય, તો ચાર આઇજીબીટીનો ઉપયોગ કેપેસિટરને બાયપાસ કરવા અથવા તેને બંને ધ્રુવીયતામાં ફેરવવા માટે કરી શકાય છે. STATCOM ની VSC કામગીરી વોલ્ટેજને અસર કરવા માટે વર્તમાન પ્રવાહને બદલવા પર આધારિત છે, તેની વોલ્ટેજ-વર્તમાન (VI) લાક્ષણિકતાઓ તે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે નિયંત્રિત કરે છે. VI લાક્ષણિકતાને બે અલગ-અલગ ભાગોમાં વહેંચી શકાય છેઃ તેના પ્રેરક અને કેપેસિટીવ મહત્તમ અને તેના મહત્તમ કાર્યકારી બિંદુઓ વચ્ચેનો ઢાળવાળો પ્રદેશ. જ્યારે તેની મહત્તમ વચ્ચે ઢાળવાળા પ્રદેશમાં, STATCOM વોલ્ટેજ નિયમન સ્થિતિમાં હોવાનું કહેવાય છે, જ્યાં તે વોલ્ટેજ વધારવા માટે કેપેસિટીવ વાસણોનો પુરવઠો પૂરો પાડે છે અથવા વોલ્ટેજને ઘટાડવા માટે પ્રેરક વાસણોનો વપરાશ કરે છે. તે જે દરે આ કરે છે તે ઢોળાવ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, જે જનરેટરના ડ્રોપ સ્પીડ કંટ્રોલ જેવું જ કાર્ય કરે છે. આ ઢોળાવ પ્રોગ્રામેબલ છે અને તેને ઉચ્ચ મૂલ્ય (પરંપરાગત નિશ્ચિત પ્રતિક્રિયાશીલ ઉપકરણની જેમ STATCOM વોલ્ટેજને નિયંત્રિત કરવા માટે) અથવા શૂન્યની નજીક સેટ કરી શકાય છે, જે ખૂબ જ સપાટ રેખા ઉત્પન્ન કરે છે અને ગતિશીલ અથવા ક્ષણિક ઘટનાઓ માટે STATCOM ની ક્ષમતાને અનામત રાખે છે. સિસ્ટમના વોલ્ટેજને તેના નજીવા મૂલ્યના 5 ટકાની અંદર રાખવા માટે મહત્તમ ઢોળાવ સામાન્ય રીતે આશરે 5 ટકા હોય છે. તેના મહત્તમમાંથી કોઈ એક પર કામ કરતી વખતે, STATCOM એ VAR નિયંત્રણ સ્થિતિમાં હોવાનું કહેવાય છે, જ્યાં તે તેના મહત્તમ પ્રતિક્રિયાશીલ ઉત્પાદનનો પુરવઠો પૂરો પાડે છે અથવા તેનો વપરાશ કરે છે. પરંપરાગત એસવીસીથી વિપરીત, જેનું કેપેસિટીવ રીએક્ટિવ આઉટપુટ વોલ્ટેજ પર રેખીય રીતે આધારિત હોય છે, STATCOM કોઈપણ વોલ્ટેજ માટે તેના મહત્તમ કેપેસિટીવ રેટિંગને સપ્લાય કરી શકે છે. આ એસવીસી પર ફાયદો આપે છે, કારણ કે સ્ટેટકોમની અસરકારકતા ખામીને કારણે થતા વોલ્ટેજ ડ્રોપ પર આધારિત નથી. જ્યારે તકનીકી રીતે શૂન્ય વોલ્ટેજની તીવ્રતાને પ્રતિસાદ આપવા માટે સક્ષમ હોય છે, ત્યારે સામાન્ય રીતે STATCOM લગભગ 0.20 પુ અને તેનાથી નીચલા વોલ્ટેજ ડ્રોપ્સમાંથી પસાર થવા માટે સુયોજિત હોય છે, જેથી જ્યારે ફોલ્ટ સાફ થાય અને વોલ્ટેજ સામાન્ય થઈ જાય ત્યારે STATCOM ને ઉચ્ચ ઓવર-વોલ્ટેજ થવાનું કારણ બનતા અટકાવી શકાય. STATCOMમાં ક્ષણિક રેટિંગ પણ હોઈ શકે છે, જ્યાં તે ખૂબ જ ટૂંકા સમય માટે તેના મહત્તમ પ્રવાહની ઉપર પ્રદાન કરી શકે છે, જેનાથી તે મોટા ખામીઓ માટે સિસ્ટમને વધુ સારી રીતે મદદ કરી શકે છે. આ રેટિંગ ચોક્કસ ડિઝાઇન પર આધાર રાખે છે, પરંતુ 3 પુ જેટલું ઊંચું હોઈ શકે છે. જ્યારે વોલ્ટેજ નિયંત્રણ સ્થિતિમાં હોય ત્યારે STATCOM ની કામગીરીને નિયંત્રિત કરવા માટે, બંધ લૂપ, PID રેગ્યુલેટરનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે થાય છે, જે વર્તમાન પ્રવાહમાં ફેરફાર કેવી રીતે સિસ્ટમ વોલ્ટેજને અસર કરી રહ્યો છે તેના પર પ્રતિસાદ માટે પરવાનગી આપે છે. એક સરળીકૃત પી. આઈ. ડી. નિયમનકાર દર્શાવવામાં આવ્યું છે, જો કે કેટલીકવાર ઢાળ અને STATCOM પાસે હોઈ શકે તેવા અન્ય કોઈપણ સ્થિતિઓના સંદર્ભમાં સંદર્ભ વોલ્ટેજ નક્કી કરવા માટે એક અલગ બંધ લૂપનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. સંપૂર્ણ પી. આઈ. ડી. પ્રણાલીનો ઉપયોગ કરી શકાય છે, પરંતુ સામાન્ય રીતે વ્યુત્પન્ન ઘટકને દૂર કરવામાં આવે છે (અથવા ખૂબ જ ઓછો સેટ કરવામાં આવે છે) જેથી પ્રણાલીમાંથી અવાજ અથવા માપનને અનિચ્છનીય વધઘટ થતા અટકાવી શકાય. સિસ્ટમની ચોક્કસ જરૂરિયાતોને આધારે STATCOMમાં વોલ્ટેજ નિયમન અથવા VAR નિયંત્રણ ઉપરાંત વધારાના મોડ્સ પણ હોઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે સિસ્ટમ હાર્મોનિક્સનું સક્રિય ફિલ્ટરિંગ અથવા ઉત્પાદન અથવા લોડ્સના આઉટેજને કારણે સિસ્ટમની શક્તિના ફેરફારોને સમાવવા માટે નિયંત્રણ મેળવવું. એપ્લિકેશન પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિના ઝડપી, ગતિશીલ અને બહુ-ચતુર્થાંશ સ્ત્રોત તરીકે, STATCOM નો ઉપયોગ વિવિધ પ્રકારની એપ્લિકેશનો માટે થઈ શકે છે, જો કે તે ખામી અથવા ક્ષણિક ઘટનાઓ અથવા આકસ્મિક ઘટનાઓ હેઠળ ગ્રીડને ટેકો આપવા માટે વધુ યોગ્ય છે. સિસ્ટમ પાવર ફ્લોમાં સુધારો કરવા માટે ટ્રાન્સમિશન લાઇન સાથે STATCOM મૂકવાનો એક લોકપ્રિય ઉપયોગ છે. સામાન્ય કામગીરી હેઠળ STATCOM બહુ ઓછું કામ કરશે, જો કે નજીકની લાઇનમાં ખામીની સ્થિતિમાં, જે પાવર પીરસવામાં આવી રહી હતી તે અન્ય ટ્રાન્સમિશન લાઇનો પર દબાણ કરવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે આના પરિણામે વીજપ્રવાહમાં વધારો થવાને કારણે વોલ્ટેજમાં ઘટાડો થાય છે, પરંતુ STATCOM ઉપલબ્ધ હોવાથી તે વોલ્ટેજ વધારવા માટે પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ પૂરી પાડી શકે છે જ્યાં સુધી ક્યાં તો ખામી દૂર કરવામાં ન આવે (જો અસ્થાયી હોય તો) અથવા જ્યાં સુધી નિશ્ચિત કેપેસિટરને ફેરવી ન શકાય (જો ખામી કાયમી હોય તો). કેટલાક કિસ્સાઓમાં, STATCOM સબસ્ટેશન પર સ્થાપિત કરી શકાય છે, જે માત્ર એકને બદલે બહુવિધ લાઇનને ટેકો આપવામાં મદદ કરે છે, અને તેના પર STATCOM સાથે લાઇન પર સુરક્ષાની જટિલતાને ઘટાડવામાં મદદ કરે છે. ઉપલબ્ધ નિયંત્રણ કાર્યના આધારે, STATCOM નો ઉપયોગ વધુ અદ્યતન કાર્યક્રમો માટે પણ થઈ શકે છે, જેમ કે સક્રિય ગાળણક્રિયા, પાવર ઓસિલેશન ડેમ્પિંગ (POD), અથવા તો મર્યાદિત સક્રિય પાવર ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ. ડિસ્ટ્રિબ્યુટેડ એનર્જી રિસોર્સિસ (DER) અને એનર્જી સ્ટોરેજની વૃદ્ધિ સાથે, આ ઉપયોગોને મદદ કરવા અથવા વધારવા માટે STATCOM નો ઉપયોગ કરવા માટે સંશોધન કરવામાં આવ્યું છે. તાજેતરના સંશોધનનું એક ક્ષેત્ર વર્ચ્યુઅલ જડતા છેઃ સ્ટેટકોમની ડીસી બાજુ પર ઊર્જા સ્રોતનો ઉપયોગ તેને સિંક્રનસ કન્ડેન્સર અથવા જનરેટરની જેમ જડતા પ્રતિસાદ આપવા માટે થાય છે. સ્ટેટકોમ વિ. એસવીસી મૂળભૂત રીતે, સ્ટેટકોમ એ સ્ટેટિક વીએઆર કોમ્પેન્સેટર (એસવીસી) નો પ્રકાર છે, જેમાં મુખ્ય તફાવત એ છે કે સ્ટેટકોમ એ વોલ્ટેજ-સોર્સ્ડ કન્વર્ટર છે જ્યારે પરંપરાગત એસવીસી એ કરંટ-સોર્સ્ડ કન્વર્ટર છે. ઐતિહાસિક રીતે, સ્ટેટકોમ એસવીસી કરતાં મોંઘુ રહ્યું છે, અંશતઃ આઇજીબીટીના ઊંચા ખર્ચને કારણે), પરંતુ તાજેતરના વર્ષોમાં આઇજીબીટી પાવર રેટિંગ્સમાં વધારો થયો છે, જે અંતરને બંધ કરે છે. મુખ્યત્વે વોલ્ટેજ સ્રોત કન્વર્ટરના આઇ. જી. બી. ટી. દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવેલ ઝડપી-સ્વિચિંગ સમયને કારણે, સ્ટેટકોમનો પ્રતિસાદ સમય એસ. વી. સી. કરતા ટૂંકો હોય છે (થાઇરીસ્ટર્સને બંધ કરી શકાતા નથી અને તેને પરિવહન કરવું આવશ્યક છે). પરિણામે, એસવીસી માટે સ્ટેટકોમનો પ્રતિક્રિયા સમય એકથી બે ચક્ર વિરુદ્ધ બેથી ત્રણ ચક્ર હોય છે. STATCOM એસવીસી કરતાં નીચા એસી વોલ્ટેજ પર વધુ સારી પ્રતિક્રિયાશીલ પાવર સપોર્ટ પણ પ્રદાન કરે છે, કારણ કે STATCOM માંથી પ્રતિક્રિયાશીલ પાવર એસી વોલ્ટેજ સાથે રેખીય રીતે ઘટે છે (કરંટને નીચા એસી વોલ્ટેજ સુધી પણ રેટેડ મૂલ્ય પર જાળવી શકાય છે), એસવીસી માટે પાવર એ વોલ્ટેજના વર્ગનું કાર્ય છે. એસવીસીનો ઉપયોગ ગંભીર અંડરવોલ્ટેજ પરિસ્થિતિઓમાં (0.6 પુ કરતા ઓછી) થતો નથી, કારણ કે એકવાર ખામી દૂર થઈ જાય પછી કેપેસિટર્સને ચાલુ રાખવાથી ક્ષણિક ઓવરવોલ્ટેજ વધુ ખરાબ થઈ શકે છે, જ્યારે STATCOM 0.2-0.3 પુ સુધી કામ કરી શકે છે (આ મર્યાદા સમન્વય અને ઠંડકની સંભવિત ખોટને કારણે છે). સ્ટેટકોમનું પદચિહ્ન નાનું હોય છે, કારણ કે તેને ટીએસસી અથવા ફિલ્ટર માટે એસવીસી દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા મોટા કેપેસિટર્સની જરૂર નથી. ફ્લેક્સિબલ એસી ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમ્સ (એફએસીટી) સ્ટેટિક વીએઆર કોમ્પેન્સેટર (એસવીસી) સિંક્રોનસ કન્ડેન્સર હાઇ-વોલ્ટેજ ડીસી (એચવીડીસી) સ્ટેટિક સિંક્રોનસ સિરીઝ કોમ્પેન્સેટર (એસએસએસસી) યુનિફાઇડ પાવર ફ્લો કંટ્રોલર (યુપીએફસી) સંદર્ભો ઇલેક્ટ્રિક પાવર પાવર સિસ્ટમ્સ ઘટકો પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ