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⚙️ TE • Technical अवधारणा और सिद्धांतElectricalPower System

UPFC

Quick Summary:

यूनिफाइड पावर फ्लो कंट्रोलर (UPFC) को तीसरी पीढ़ी के FACTS उपकरण के रूप में वर्गीकृत किया गया है क्योंकि यह शंट और सीरीज दोनों मुआवजे (compensation) की विशेषताओं को एक ही एकीकृत इकाई में जोड़ता है। जहाँ पहली पीढ़ी के उपकरण थायरिस्टर्स (SVC) का उपयोग करते हैं और दूसरी पीढ़ी के उपकरण VSC-आधारित शंट या सीरीज कन्वर्टर्स (STATCOM, SSSC) का उपयोग करते हैं, वहीं तीसरी पीढ़ी वोल्टेज, प्रतिबाधा और फेज एंगल को एक साथ नियंत्रित करने की बहुआयामी क्षमता पेश करती है।

⚙️TETechnical Solutionअवधारणा और सिद्धांत

💡 Explanation

🔢 Key Formulas

$P_{flow} = \frac{V_1 V_2}{X} \sin(\delta)$ — UPFC सीरीज इंजेक्शन द्वारा नियंत्रित बुनियादी बिजली हस्तांतरण समीकरण

$Q_{shunt} = V_s (\frac{V_s - V_{conv}}{X_{shunt}})$ — शंट VSC के माध्यम से प्रतिक्रियाशील बिजली मुआवजा

⚙️ Working Principle

UPFC में दो बैक-टू-बैक वोल्टेज सोर्स कन्वर्टर्स (VSCs) होते हैं जो एक सामान्य DC कैपेसिटर द्वारा जुड़े होते हैं। एक VSC बस वोल्टेज को विनियमित करने के लिए शंट ट्रांसफार्मर के माध्यम से शंट में जुड़ा होता है, जबकि दूसरा एक नियंत्रणीय वोल्टेज वेक्टर को इंजेक्ट करने के लिए सीरीज ट्रांसफार्मर के माध्यम से सीरीज में जुड़ा होता है। यह विन्यास ट्रांसमिशन लाइन पर सक्रिय और प्रतिक्रियाशील बिजली प्रवाह के स्वतंत्र नियंत्रण की अनुमति देता है।

📌 Key Points

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पहली पीढ़ी: थायरिस्टर-आधारित (SVC, TCSC)।
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दूसरी पीढ़ी: VSC-आधारित (STATCOM, SSSC)।
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तीसरी पीढ़ी: मल्टीलेवल या एकीकृत VSC सिस्टम (UPFC, IPFC)।
▸
UPFC सबसे बहुमुखी उपकरण है क्योंकि यह एक साथ STATCOM, SSSC और फेज शिफ्टर के रूप में कार्य कर सकता है।

✅ Advantages

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सक्रिय और प्रतिक्रियाशील बिजली का स्वतंत्र नियंत्रण
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उच्च गति वाली गतिशील प्रतिक्रिया
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क्षणिक और स्थिर-अवस्था स्थिरता में वृद्धि

❌ Disadvantages / Limitations

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उच्च जटिलता और उच्च लागत
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VSCs में महत्वपूर्ण स्विचिंग नुकसान
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उन्नत नियंत्रण एल्गोरिदम की आवश्यकता

🛠️ Applications / Uses

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भीड़भाड़ वाली ट्रांसमिशन लाइनों में बिजली प्रवाह नियंत्रण
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वोल्टेज प्रोफाइल में सुधार
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बिजली प्रणाली के दोलनों को कम करना

🔄 Comparison Table

Feature	SVC (पहली पीढ़ी)	UPFC (तीसरी पीढ़ी)
प्रौद्योगिकी	थायरिस्टर-आधारित	VSC-आधारित

📄 Additional Information

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UPFC अनिवार्य रूप से एक STATCOM और एक SSSC है जो एक सामान्य DC स्टोरेज बस साझा करते हैं।
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विकल्प B (STATCOM) दूसरी पीढ़ी का उपकरण है।
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विकल्प C (SSSC) दूसरी पीढ़ी का सीरीज उपकरण है।
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विकल्प D (SVC) पहली पीढ़ी का शंट उपकरण है।

📊 Diagram / Illustration

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A सही है — UPFC एक तीसरी पीढ़ी का FACTS उपकरण है क्योंकि यह सभी तीन बिजली प्रणाली मापदंडों (वोल्टेज, प्रतिबाधा और फेज एंगल) पर व्यापक नियंत्रण प्रदान करता है।

Core Concepts Used

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फ्लेक्सिबल AC ट्रांसमिशन सिस्टम (FACTS) वोल्टेज सोर्स कन्वर्टर्स पावर फ्लो कंट्रोल

💡 EXAM TIP

पीढ़ी के अनुक्रम को याद रखें: पहली पीढ़ी थायरिस्टर्स के माध्यम से निष्क्रिय प्रतिबाधा नियंत्रण का उपयोग करती है, दूसरी पीढ़ी VSCs के माध्यम से सक्रिय वोल्टेज इंजेक्शन का उपयोग करती है, और तीसरी पीढ़ी इन कन्वर्टर्स के समन्वित एकीकरण का उपयोग करती है।

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