في ظل تسارع وتيرة التحول الكهربائي، يواجه مشغلو شبكات الكهرباء تحدياً يتمثل في كيفية زيادة قدرة نقل الطاقة من البنية التحتية الحالية. وأشار كورنيليس بليت، كبير مسؤولي التكنولوجيا في أنظمة تكامل شبكات GE Vernova، إلى أن أنظمة نقل التيار المتردد المرنة (FACTS) وتقنيات التحكم المتقدم في تدفق الطاقة أصبحت أدوات حاسمة لحل هذه المشكلة. تتيح هذه التقنيات المعززة للشبكة تحسين نقل الطاقة من خلال ضبط الخصائص الكهربائية دون الحاجة إلى بناء خطوط جديدة.

مع نمو الطلب على الكهرباء والتغيرات في التوزيع الجغرافي لتوليد الطاقة المتجددة، تباطأت وتيرة توسع شبكات النقل. في أمريكا الشمالية وأوروبا، يستغرق بناء خطوط جديدة للجهد العالي عادةً ما بين عشر إلى خمس عشرة سنة، مما يجعل سعة النقل عنق الزجاجة في النظام. تساعد تقنيات FACTS، مثل المعوضات الساكنة للطاقة غير الفعالة وأجهزة STATCOM، المشغلين على الاستفادة من الخطوط الحالية بكفاءة أكبر من خلال تثبيت الجهد وتحسين توزيع تدفق الطاقة.

تظهر حالات النشر الفعلي فعالية ملحوظة لتقنيات FACTS. في ممر نقل الطاقة بين مانيتوبا ومينيسوتا الذي يربط كندا بالولايات المتحدة، أدى تركيب معوضات ساكنة للطاقة غير الفعالة إلى زيادة قدرة النقر بحوالي 200 ميجاوات. وبالمثل، في مجمع تيماسكال الكهرومائي بالقرب من مدينة مكسيكو، سمح تركيب معوضات ساكنة كبيرة للطاقة غير الفعالة برفع مستوى النقل الآمن من 1300 ميجاوات إلى 1500 ميجاوات. كما حقق مشروع STATCOM في محطة مارسي الفرعية بولاية نيويورك توسعة في السعة تبلغ 200 ميجاوات.

تكون أهمية أجهزة FACTS بارزة بشكل خاص في الشبكات ذات الاختراق العالي للطاقة المتجددة. دعمت شبكة تكساس استقرار الجهد لنقل طاقة الرياح من خلال تركيب عدة معوضات ساكنة للطاقة غير الفعالة. بينما جمعت ممرات النقل طويلة المسافة في البرازيل بين المعوضات التسلسلية وأجهزة STATCOM لكبح التذبذبات وزيادة القدرة على التحكم.

توجه تقنيات الجيل الثاني، مثل أجهزة التحكم المتقدمة في تدفق الطاقة، تدفق الطاقة بشكل أكثر مباشرة من خلال ضبط معاوقة الخط لإعادة توزيع الطاقة. على سبيل المثال، نشرت شبكة الكهرباء الوطنية في المملكة المتحدة وحدة تحكم تسلسلية معيارية على خطوط 275 كيلوفولت في شمال إنجلترا، بهدف إطلاق ما يصل إلى 1.5 جيجاوات إضافية من سعة النقل.

تظهر الدراسات أن تقنيات FACTS والتحكم المتقدم في تدفق الطاقة يمكنها زيادة قابلية تحمل خطوط النقل بنسبة 10% إلى 20%، وقد تصل نسبة التحسن إلى 40% إلى 50% في الحالات التي تكون فيها استقرارية الجهد هي العامل المحدد. هذه التقنيات مناسبة بشكل خاص للمناطق المتصلة بعدة مسارات، مثل ممرات الطاقة المتجددة وأعناق الزجاجة الحضرية، لكنها لا تستطيع زيادة التصنيف الحراري للموصلات.

التكلفة والقبول الاجتماعي من الاعتبارات المهمة أيضاً. على الرغم من أن تركيب أنظمة FACTS قد يكلف عشرات الملايين من الدولارات، إلا أنه غالباً ما يكون أكثر جدوى اقتصادية مقارنة بتأخيرات التصاريح لبناء خطوط جديدة. بالإضافة إلى ذلك، تعمل تقنيات تعزيز الشبكة عادةً داخل الممرات الحالية، مما يتجنب عقبات مثل معارضة المجتمع المحلي.

بشكل عام، أصبحت تقنيات FACTS والتحكم المتقدم في تدفق الطاقة جزءاً مهماً من أدوات مشغلي شبكات الكهرباء، جنباً إلى جنب مع أساليب أخرى مثل استبدال الموصلات المتقدمة وأنظمة التصنيف الديناميكي للخطوط، لتعزيز سعة النقل بشكل مشترك. وهذا يعكس تحول أنظمة الطاقة من مجرد بناء شبكات مادية إلى التشغيل الأمثل الذكي.