Rôle des dispositifs FACTS 

Le développement des dispositifs FACTS est essentiellement dû aux progrès réalisés dans le domaine des semi-conducteurs de puissance et plus particulièrement des éléments commandables tels le thyristor GTO. Les FACTS représentent une alternative aux dispositifs de réglage de puissance utilisant des techniques passives : bobine d’induction et condensateur déclenchés par disjoncteur, transformateur déphaseur à régleur en charge mécanique, etc. Dans les dispositifs FACTS, les interrupteurs électromécaniques sont remplacés par des interrupteurs électroniques. Ils disposent ainsi de vitesses de commande très élevées et ne rencontrent pas les problèmes d’usure de leurs prédécesseurs. De ce fait, les FACTS possèdent une très grande fiabilité et une flexibilité pratiquement sans limite.

Dans un réseau électrique, les FACTS permettent de remplir des fonctions tant en régime stationnaire qu’en régime transitoire. Ils agissent généralement en absorbant ou en fournissant de la puissance réactive, en contrôlant l’impédance des lignes ou en modifiant les angles des tensions. En régime permanent, les FACTS sont utilisés principalement dans les deux contextes suivants :
◆ Le maintient de la tension à un niveau acceptable en fournissant de la puissance réactive lorsque la charge est élevée et que la tension est trop basse, alors qu’à l’inverse ils en absorbent si la tension est trop élevée ;
◆ Le contrôle des transites de puissances de manière à réduire, voire supprimer, les surcharges dans le réseau. Ils agissent alors en contrôlant la réactance des lignes et en ajustant les déphasages. De par leur vitesse de commande élevée, les FACTS possèdent de nombreuses qualités en régime dynamique. Ils permettent en particulier :
◆ D’accroître le réserve de stabilité transitoire ;
◆ D’amortir les oscillations de puissance ;
◆ De supporter de manière dynamique la tension.
Les dispositifs FACTS ont également une action bénéfique sur les niveaux des courants de court circuit ainsi qu’en cas de résonnance hypo synchrone.

Dispositifs FACTS

Selon l’IEEE (Institute of Electrisa and Electronics Engineers), la définition du terme FACTS est la suivante: Systèmes de Transmission en Courant Alternatif comprenant des dispositifs basés sur l’électronique de puissance et d’autres dispositifs statique utilisés pour accroître la contrôlabilité et augmenter la capacité de transfert de puissance du réseau. Avec leurs aptitudes à modifier les caractéristiques apparentes des lignes, les FACTS sont capables d’accroître la capacité du réseau dans son ensemble en contrôlant les transits de puissances. Les dispositifs FACTS ne remplacent pas la construction de nouvelles lignes. Ils sont un moyen de différer les investissements en permettant une utilisation plus efficace du réseau existant.

Classification des dispositifs FACTS 

Depuis les premiers compensateurs, trois générations de dispositifs FACTS ont vu le jour. Elles se distinguent par la technologie des semi-conducteurs et des éléments de puissance utilisés.
1-La première génération est basée sur les thyristors classiques. Ceux-ci sont généralement utilisés pour enclencher ou déclencher les composants afin de fournir ou absorber de la puissance réactive dans les transformateurs de réglage.

2-La deuxième génération, dite avancée, est née avec l’avènement des semi-conducteurs de puissance commandables à la fermeture et à l’ouverture, comme le thyristor GTO. Ces élément sont assemblés pour former les convertisseurs de tension ou de courant afin d’injecter des tensions contrôlables dans le réseau.

3-Une troisième génération de FACTS utilisant des composants hybrides et qui est adaptée à chaque cas. Contrairement aux deux premières générations, celle-ci n’utilise pas de dispositifs auxiliaires encombrants tels que des transformateurs pour le couplage avec le réseau.

Une autre classification des contrôleurs FACTS basée sur les cinq caractéristiques indépendantes.
1. Selon le type de Raccordement sur le réseau (Connexion) ;
2. Selon le mode de commutation ;
3 ; Selon la fréquence de Commutation ;
4. Selon le mode de Stockage d’énergie ;
5. Selon le mode de Connexion.
Selon ces critères, trois familles de dispositifs FACTS peuvent être mise en évidence.
-Les dispositifs shunt connecté en parallèle dans les postes du réseau.
-Les dispositifs séries insérés en série avec les lignes de transport.
-Les dispositifs combinés série-parallèle qui recourent simultanément aux deux couplages .

Dispositifs FACTS Shunt
Parmi les dispositifs shunt on peut citer :

a)-Compensateur statique de puissance réactive SVC 
Compensateur Statique de Puissance Réactive (CSPR) est un équipement de compensation parallèle à base d’électronique de puissance (Thyristor) capable de réagir en quelques cycles aux modifications du réseau  . Il permet entre autres la connexion de charges éloignées des centres de production et la diminution des effets des défauts ou des fluctuations de charges. Un SVC est généralement constitué d’un ou plusieurs batteries de condensateurs fixes (FC)commutables soit par disjoncteur, ou bien par thyristors (TSC)et d’un banc de réactances contrôlable (TCR) et par des réactances commutables (TSR), et d’autre part on trouve des filtres d’harmoniques. Si le SVC fonctionne en réglage de tension, le système de contrôle ajust le courant dans le SVC de façon à ce que courant et tension suivent la courbe caractéristique représentée par .

b)-Compensateur statique synchrone STATCOM
Le compensateur statique synchrone STATCOM, autrefois appelé compensateur statique de puissance réactive avancé, est également désigné par les acronymes SSC et STATCON. Le STATCOM est basé sur la structure d’un convertisseur de tension triphasé . Il correspond à l’équivalent statique exact de la machine synchrone classique fonctionnant en compensateur, mais sans inertie. Il est principalement utilisé pour la compensation dynamique des réseaux, afin de faciliter la tenue en tension, d’accroître la stabilité en régime transitoire et d’amortir les oscillations de puissance. Le convertisseur ne fournit ou n’absorbe que de la puissance réactive. Ceci est réalisé en contrôlant les tensions de sortie de manière à ce que ces dernières soient en phase avec les tensions du réseau. De ce fait, la puissance active fournie par la source de tension continue (le condensateur chargé) doit être nulle. De plus, la puissance réactive étant par définition nulle en régime continu (fréquence égale à zéro), le condensateur ne joue pas de rôle dans la génération de puissance réactive. En d’autres mots, le convertisseur fait tout simplement l’interconnexion entre les trois phases, de manière à ce que les courants de sortie réactifs puissent circuler librement entre ces dernières. En pratique, les semi conducteurs utilisés dans les convertisseurs ne sont pas sans pertes. De ce fait, de l’énergie stockée dans le condensateur sera consommée par les pertes internes des thyristors. La puissance réactive nécessaire pour couvrir ces pertes peut être fournie par le réseau en sorte que les tensions à la sortie du convertisseur soient légèrement déphasées par rapport aux tensions du réseau. Dans ce cas, le convertisseur absorbe une faible quantité de puissance active. Le STATCOM est un circuit avec un seul port monté en parallèle avec le réseau, il utilise la commutation forcée, la fréquence de commutation des interrupteurs est élevée, son élément de stockage d’énergie est un condensateur et ceci implique un port  .