درحال بارگذاري...
جستجو
ایمیل دوست | |
نام شما | |
ایمیل شما | |
کد مقابل را وارد نمایید | |
این صفحه برای دوست شما با موفقیت ارسال شد.
14088 مرتبه مشاهده شده
جزیره بندی به منظور بازوصل سیستم قدرت با در نظر گرفتن سیستم های اندازه گیری گسترده
نظام سرمدی، آرش Nezam Sarmadi, Arash
- شماره پایان نامه:40895
- کد دانشکده:05
- پديدآور: نظام سرمدی، آرش
- عنوان:جزیره بندی به منظور بازوصل سیستم قدرت با در نظر گرفتن سیستم های اندازه گیری گسترده.
- نام دانشگاه/پژوهشگاه:صنعتی شریف
- سال اخذ مدرك:1389.
- نام دانشکده:مهندسی برق
- مقطع:کارشناسی ارشد
- گرایش:سیستم های قدرت
- یادداشت:91ص.: جدول، نمودار، کتابنامه؛ چکیده به فارسی و انگلیسی
- توصیفگر: بازوصل سیستم قدرت Power System Restoration
- توصیفگر: سیستم اندازه گیری ناحیه گسترده Wide Area Measurement System
- توصیفگر: دستگاه اندازه گیری فازوری Phasor Measurement Unit
- توصیفگر: جزیره بندی Sectionalizing
- استاد راهنما. رنجبر، علی محمد
- محتواي پايان نامه
- مشاهده
- بازوصل سیستم قدرت عبارت است از روند استقرار مجدد نیروگاهها، وصل مجدد خطوط انتقال و بار مصرف کنندهها در کوتاهترین زمان بدون ایجاد خطای مجدد یا آسیب رساندن به تجهیزات سیستم قدرت.
- بازوصل سیستم قدرت عبارت است از روند استقرار مجدد نیروگاهها، وصل مجدد خطوط انتقال و بار مصرف کنندهها در کوتاهترین زمان بدون ایجاد خطای مجدد یا آسیب رساندن به تجهیزات سیستم قدرت.
- بازوصل سیستم قدرت عبارت است از روند استقرار مجدد نیروگاهها، وصل مجدد خطوط انتقال و بار مصرف کنندهها در کوتاهترین زمان بدون ایجاد خطای مجدد یا آسیب رساندن به تجهیزات سیستم قدرت.
- برای باز وصل سیستم قدرت، استراتژیهای متفاوتی وجود دارد. استراتژیای که ما بدان میپردازیم استراتژی ساخت به بالا یا موازی است که در آن سیستم قدرت ابتدا به چند جزیره مجزا تبدیل شده و بازوصل در هر جزیره به صورت مجزا و به طور همزمان و موازی صورت میگیرد ...
- از طرف دیگر سیستمهای اندازهگیری گسترده یا همان WAMS در شبکههای قدرت کنونی استفاده روز افزونی پیدا نمودهاند. PMU ها از اجزای اصلی این سیستمها میباشند و بحث رویت پذیری به عنوان یکی از مهمترین مباحث این سیستمها مطرح گردیده است. این بحث از آنجا مهم...
- هرچند که استراتژی ساخت به بالا در اکثر مراجع به عنوان روش برتر بازوصل پس از فروپاشی کلی سیستم مطرح گردیده است اما تاکنون روشی برای پیدا کردن خودکار محدوده جزایر معرفی نگردیده است. بنابراین این نیاز احساس گردید که روشی مستقل از شبکه فروپاشی شده معرفی ...
- فهرست علائم
- بازوصل سیستم قدرت عبارت است از روند استقرار مجدد نیروگاهها، وصل مجدد خطوط انتقال و بار مصرف کنندهها در کوتاهترین زمان بدون ایجاد خطای مجدد یا آسیب رساندن به تجهیزات سیستم قدرت.
- بازوصل سیستم قدرت عبارت است از روند استقرار مجدد نیروگاهها، وصل مجدد خطوط انتقال و بار مصرف کنندهها در کوتاهترین زمان بدون ایجاد خطای مجدد یا آسیب رساندن به تجهیزات سیستم قدرت.
- بازوصل سیستم قدرت عبارت است از روند استقرار مجدد نیروگاهها، وصل مجدد خطوط انتقال و بار مصرف کنندهها در کوتاهترین زمان بدون ایجاد خطای مجدد یا آسیب رساندن به تجهیزات سیستم قدرت.
- برای باز وصل سیستم قدرت، استراتژیهای متفاوتی وجود دارد. استراتژیای که ما بدان میپردازیم استراتژی ساخت به بالا یا موازی است که در آن سیستم قدرت ابتدا به چند جزیره مجزا تبدیل شده و باز وصل در هر جزیره به صورت مجزا و به طور همزمان و موازی صورت میگیرد...
- برای انجام بازوصل به روش ساخت به بالا، نیاز به شناسایی جزایر مختلف قبل از انجام بازوصل میباشد. این عمل به صورت آفلاین برای هر شبکه انجام میگیرد.
- از طرف دیگر با توسعه سریع اقتصادی و کمبود منابع انرژی، سیستم قدرت اغلب در نزدیکی محدودههای خود کار میکند. بنابراین سیستم موجود SCADA برای عملکرد پایدار و ایمن شبکه قدرت کافی نمیباشد. سیستم اندازه گیری گسترده (WAMS) این توانایی را به ما میدهد تا بت...
- در این پایاننامه الگوریتمی برای تشکیل جزایر بازوصل ارائه میگردد که علاوه بر ارضا کردن قیود شبکه، قید مهم سیستمهای اندازه گیری گسترده را که همانا رویت پذیری شبکه میباشد برآورده کرده و جزایری رویت پذیر تشکیل دهد.
- در فصل اول پایان نامه مقدمهای بر مساله بازوصل شبکه گفته میشود و به مشکلات بازوصل و روشهای انجام آن میپردازد. در فصل دوم، مقدمهای بر سیستمهای WAMS و اجزای اصلی آن یعنی واحدهای اندازهگیری فازوری (PMU) آورده میشود و مبحث رویت پذیری سیستم قدرت و ر...
- فصل اول
- مقدمهاي بر بازوصل سیستم قدرت
- مقدمه
- یک سیستم قدرت را در شرایط بهره برداری بر حسب دو نوع معادلات میتوان بیان نمود: محدودیتهای مساوی0F (E) و محدودیتهای نامساوی2 (I). محدودیتهای مساوی بیان کننده لزوم تعادل تولید و مصرف است و محدودیتهای نامساوی بیانگر لزوم قرار گرفتن متغیرهای سیستم قد...
- بازوصل سیستم قدرت1F عبارت است از راه اندازی مجدد نیروگاهها و برقدار کردن خطوط و بارها در کوتاه ترین زمان ممکن بدون آسیب رساندن به تجهیزات سیستم و ایجاد خطای مجدد.
- مساله بازوصل سیستم قدرت پس از یک فروپاشی جزیی2F یا فروپاشی کلی3F مسالهای به قدمت صنعت برق میباشد ]2[. بسیاری از شرکتهای برق در طول سالیان متمادی، طرحی را متناسب با سیستم خود برای بازوصل شبکه قدرت طراحی کرده و توسعه دادهاند. این طرحها دید وسیعی...
- امروزه شبکه های سراسری برق منابعی با قابلیت اطمینان بالا برای توان الکتریکی میباشند اما به دلیل ترکیب شرایط غیرعادی و غیرقابل پیش بینی، همیشه احتمال یک خروج گسترده4F وجود دارد بنابراین ضروری است که برای چنین وقایعی، توسعه یک طرح بازوصل به روز، آسان ...
- امروزه شبکه های سراسری برق منابعی با قابلیت اطمینان بالا برای توان الکتریکی میباشند اما به دلیل ترکیب شرایط غیرعادی و غیرقابل پیش بینی، همیشه احتمال یک خروج گسترده4F وجود دارد بنابراین ضروری است که برای چنین وقایعی، توسعه یک طرح بازوصل به روز، آسان ...
- امروزه شبکه های سراسری برق منابعی با قابلیت اطمینان بالا برای توان الکتریکی میباشند اما به دلیل ترکیب شرایط غیرعادی و غیرقابل پیش بینی، همیشه احتمال یک خروج گسترده4F وجود دارد بنابراین ضروری است که برای چنین وقایعی، توسعه یک طرح بازوصل به روز، آسان ...
- یک پروسه بازوصل سریع، موثر و منظم منجر به کاهش هزینههای اقتصادی و احتمال وارد شدن خسارت به تجهیزات شبکه و اثرات منفی خاموشی بر جامعه میشود ]2[.
- مشکلات بازوصل سیستم قدرت
- بررسی اغتشاشات مهم گذشته توسط 5F NERC نشان میدهد که این اغتشاشات به صورت اتفاقی به وجود آمده، هر اغتشاش تا حدودی مشکلات بازوصل متفاوتی دارد و در هر مورد بهره بردار سیستم نقش مهمی در بازوصل شبکه دارد ]4[. این مشکلات میتوانند به گروههای مختلفی که در ...
- در حین پروسه بازوصل لازم است که تعادل توان راکتیو حفظ شود. جریان شارژ خطوط انتقال کم بار میتواند ژنراتورها را به محدودیت قابلیت جذب توان راکتیو رسانده و منجر به اضافه ولتاژ ماندگار گردد. این اضافه ولتاژ میتواند باعث خود تحریک شدن12F یا زیر تحریک شد...
- همچنین اضافه ولتاژ گذرا، نتیجه عملیات کلیدزنی بر روی خطوط انتقال بلند و ادوات خازنی میباشد و میتواند باعث خرابی برقگیرها گردد.
- اضافه ولتاژ هارمونیکی، ناشی از وجود فرکانسهای تشدید در سیستم و یا مضارب آن و تزریق جریانی برابر این فرکانسهای تشدید میباشد. کلیدزنی ترانسفورماتورهای کم بار و جریان هجومی آنها منبع عمده تزریق این جریانها به سیستم قدرت میباشند. این اضافه ولتاژها م...
- نصب رلههای تحریک مینیمم خصوصا بر ژنراتورهای خود راهانداز13F و تنظیم این رلهها در پایینترین سطح ممکن به کاهش عدم تعادل توان راکتیو در بعضی موارد کمک مینماید.
- مشکل تعادل توان اکتیو در پروسه بازوصل از دو جنبه قابل بررسی میباشد؛ زمانی واحدهای بزرگ حرارتی راهاندازی میشوند که موتورهای القایی بزرگ و تجهیزات کمکی آنها توسط واحدهای کوچک خود راهانداز آبی، گازی و یا دیزلی راهاندازی شده باشند. این امر میتواند م...
- جنبه دوم مشکلی است که در راهاندازی بارهای سرد به وجود میآید. بدین ترتیب که با افزایش واحدهای راهاندازی شده بارهای سیستم نیز بازوصل میگردند و لازم است که تعادل بین تولید و مصرف به وجود آید. از بین رفتن این تعادل منجر به انحراف فرکانس از مقدار نامی ...
- قطع این واحدها به این دلیل است که در فرکانس کمتر از 58.8 هرتز، بهره برداری از توربینهای بخار به دلیل فشار لرزش بر روی پرههای فشار پایین توربین به شدت محدود میشود ]5[.
- برای نمونه جدول 1-2 مقادیر نوعی محدودیت فرکانسی کاهش بار را برای شبکه برق قبرس در یک زیر سیستم (جزیره) نشان میدهد. همانطور که از این جدول پیداست با افت فرکانسی معادل 3 هرتز اکثر بارهای این سیستم قطع خواهد شد.
- بنابراین نگهداری فرکانس سیستم بین حدود مجازی که توسط رزونانس توربین، پایداری سیستم و تنظیمات حفاظتی تحمیل میشود ضروری میباشد. این امر با بارگیری سیستم در مقادیر افزایشی انجام میگردد. بارهای کوچکتر و شعاعی زودتر از بارهای بزرگتر و شبکهای در حالی که...
- بارگیری در مقادیر کوچک منجر به طولانی شدن زمان بازوصل میگردد. با بار گیریهای بزرگ همیشه خطر افتادن در کاهش فرکانس و خروجهای متوالی تجهیزات وجود دارد. اندازه بارگیری وابسته به نرخ پاسخ محرکهای اولیه است که در این زمان بیشتر تحت کنترل دستی میباشند....
- در فاز استقرار مجدد14F ، مطلوب است تا آنجا که ولتاژهای گذرای کلیدزنی اجازه میدهند خطوط فشار قوی بیشتری را برقدار نماییم. برقدار نمودن قسمتهای کوچک منجر به افزایش زمان و طولانی شدن عمل بازوصل میگردد. در برقدار کردن یک بخش بزرگ، خطر آسیب دیدن تجهیزا...
- مساله اساسی در اینجا تعیین این امر است که چگونه یک خط چند قسمتی را بدون بالا زدن سطح ضربه پایه تجهیزات برقدار کنیم. بعضی از شرکتها خطوط را قسمت به قسمت و یک مدار از خط دو مداره را در یک زمان واحد برقدار نموده و ولتاژهای ژنراتورها را در پایینترین سطح...
- در مراحل اولیه بازوصل دانستن مقدار حدودی بار حقیقی و راکتیوی که باید بارگیری شود در هر زمان و به دنبال یک خروج اهمیت زیادی دارد. با طولانی شدن زمان خروج ضریب بار همزان افزایش مییابد. تغییرات بار-زمان به عوامل گوناگونی از قبیل پیک عادی بار و بار سبک، ...
- به طور کلی استراتژیهای بازوصل شامل روشن کردن، استقرار مجدد و بازوصل میباشد. در فاز اول یک یا بیش از یک جزیره تولید و مصرف به وجود میآید. در هر جزیره هدف تامین سرویس پستها و رساندن فوری و همزمان توان به واحدهای بزرگ گرمایی توسط ژنراتورهای خودراه ا...
- در زمان روشن کردن واحدهای بخاری هماهنگ کردن وقفههای زمانی مشخص مانند وقفه زمانی ماکزیمم که در آن واحدهای گرمایی مشخص نمیتوانند به طور ایمن به صورت داغ روشن شوند و یا مینیمم وقفه زمانی مورد نیاز قبل از اینکه یک واحد گرمایی بتواند روشن گردد بسیار مهم ...
- در زمان روشن کردن واحدهای بخاری هماهنگ کردن وقفههای زمانی مشخص مانند وقفه زمانی ماکزیمم که در آن واحدهای گرمایی مشخص نمیتوانند به طور ایمن به صورت داغ روشن شوند و یا مینیمم وقفه زمانی مورد نیاز قبل از اینکه یک واحد گرمایی بتواند روشن گردد بسیار مهم ...
- در زمان روشن کردن واحدهای بخاری هماهنگ کردن وقفههای زمانی مشخص مانند وقفه زمانی ماکزیمم که در آن واحدهای گرمایی مشخص نمیتوانند به طور ایمن به صورت داغ روشن شوند و یا مینیمم وقفه زمانی مورد نیاز قبل از اینکه یک واحد گرمایی بتواند روشن گردد بسیار مهم ...
- یکی از قیود و موارد مهم در بستن یک خط با سیستم مجاور اختلاف زیاد زاویه فازی است که ممکن است وجود داشته باشد. بستن یک خط انتقال با یک زاویه فاز ایستای بالا میتواند به سیستم قدرت شوک وارد کرده و موجب ناپایداری گردد. اختلاف ماندگار زاویه میتواند با تغی...
- محدوده اختلاف زاویه فازی که یک سیستم میتواند تحمل کند بسته به سطح ولتاژ دارد و میتواند توسط شبیه سازی دینامیکی حالت ماندگار تعیین گردد. تنظیمات رله (زیر) سنکرون در عمل برابر 60 درجه برای خط 500 کیلو ولت، 40 درجه برای 230 کیلو ولت و 20 درجه برای 115 ...
- بررسی چند اختلال مهم در سیستمهای قدرت در سالهای اخیر نشان میدهد که عملکرد رلهها در مراحل اولیه جدایی سیستم میتواند برای چند ثانیه باقی بماند. در طول چنین اختلال زمانیای هنگامی که گروههایی از ژنراتورها نسبت به گروهی دیگر نوسان میکنند مطلوب است ...
- مراحل بازوصل سیستم قدرت
- هر چند که هر شرکت برای خود روشی را برای بازوصل پیاده میکند اما میتوان مراحل کلی زیر را برای تمام رویههای بازوصل معرفی نمود:
- از میان چهار مرحله فوق در پروسه بازوصل، دو مرحله آخر از اهمیت بیشتری برخوردار میباشند. اشتباه در هر یک از این دو مرحله میتواند موجب قطع ناخواسته ژنراتورها و یا کاهش بار به دلیل افت زیاد فرکانس یا ولتاژ شده و طبعا منجر به تکرار خاموشی سیستم قدرت میشود.
- استراتژیهای بازوصل سیستم قدرت
- برای انجام بازوصل در سیستم قدرت، شرکتهای مختلف استراتژیهای متفاوتی را بکار میگیرند. مهمترین این استراتژیها عبارتند از:
- بسیاری از شرکتهای برق مانند شرکت برق فیلادلفیا جزایری را مشخص میکنند که دارای ژنراتورهای با قابلیت خود راه اندازی میباشند. این جزایر پس از انجام پروسه بازوصل در آنها به یکدیگر متصل گردیده و با هم سنکرون میشوند. وظایف اصلی که در این استراتژی باید ...
- بعضی از شرکتهای کوچکتر برق با شبکه با سطح ولتاژ پایینتر میتوانند شبکه را با ادغام توان ژنراتورهای خود راهانداز و رساندن آن به ژنراتورهای غیر خود راهانداز برقدار کنند. مهمترین اعمالی که در این روش باید انجام گیرد عبارتند از: روشن کردن ژنراتورهای خو...
- یکی از استراتژیهایی که توسط شرکت یکپارچه ادیسون نیویورک19F اتخاذ شده است شامل برقدار کردن کریدورهای 345 کیلوولت از خطوط ارتباطی20F است زمانی که قابلیت کمک توسط این خطوط موجود باشد. این کریدورها به سمت یک نیروگاه مرکزی ساخته شدهاند تا واحدهای آن را...
- استراتژی دیگری که توسط شرکت یکپارچه ادیسون نیویورک اتخاذ میگردد عبارتست از برقدار کردن حلقه 138 کیلوولت داخل شهر در صورت موجود نبودن کمک توسط خطوط ارتباطی و سپس انجام بازوصل از این حلقه به بیرون. وضایف اصلی که در این استراتژی باید انجام گیرند عبارتند...
- برق Hydro Quebec توسط دو کریدور بلند 735 کیلوولت از شمال تامین میگردد. استراتژی آنها برقدار کردن این کریدورها و همزمان روشن کردن نیروگاههای کوچک خود راهانداز نزدیک بار میباشد. اعمال اصلی در اینجا شامل برقدار کردن خطوط 735 کیلو ولت و روشن کردن واح...
- شرکت برق فرانسه24F جزایری را از قبل تعیین نموده است. اولویت اول آنها بازوصل از راه دور سرویس به به واحدهای مهم هستهای توسط کریدورهای موجود از واحدهای خود راهانداز هر جزیره میباشد. شرکت برق پنسیلوانیا-نیوجرسی-مریلند25F نیز رویهای مشابه را برای با...
- انتخاب مسیر بازوصل
- هدف پایاننامه
- همانطور که در بخش قبل گفته شد برای انجام بازوصل شرکتهای مختلف، استراتژیهای متفاوتی را اتخاذ مینمایند. از بین روشهای فوق روش ساخت به بالا توسط اکثر مراجع به عنوان بهترین روش برای بازوصل سیستمی که دچار خاموشی سراسری گردیده، معرفی شدهاست. از مهمترین...
- برای انجام بازوصل به روش ساخت به بالا، نیاز به شناسایی جزایر مختلف قبل از انجام بازوصل میباشد. این عمل به صورت آفلاین برای هر شبکه انجام میگیرد. روشی که اکنون برای این منظور استفاده میگردد به صورتی تجربی و استفاده از سیتمهای خبره28F مبتنی بر دانش...
- اشکال این روش در این است که: 1- نگه داری حجم زیادی از این دانشها مشکل است و 2- با تغییر توپولوژی شبکه ممکن است حالتی پیش آید که با روشهای تجربی به پاسخ درستی دست نیابیم ]15[ بنابراین نیاز به ساخت الگوریتمی جهت تشکیل اتوماتیک این جزایر به منظور هرچه ...
- از طرف دیگر با توسعه سریع اقتصادی و کمبود منابع انرژی، سیستم قدرت اغلب در نزدیکی محدودههای خود کار میکند. بنابراین سیستم موجود 29F SCADA برای عملکرد پایدار و ایمن شبکه قدرت کافی نمیباشد. زیرا سیستم SCADA تنها قادر به جمع آوری غیر همزمان و با چگالی ...
- در طول انجام عمل بازوصل، بهره بردار سیستم با یک اختلاف زاویه فاز ایستای بزرگ بین دو پست مجاور مواجه میگردد. بستن بریکرها با این اختلاف فاز بزرگ میتواند منجر به وارد شدن ضربه به سیستم گشته و باعث خروج مجدد تجهیزات گردد. استفاده از اندازهگیریهای سنک...
- در این پایاننامه الگوریتمی برای تشکیل جزایر بازوصل ارائه میگردد که علاوه بر ارضا کردن قیود شبکه، قید مهم سیستمهای اندازهگیری گسترده را که همانا رویت پذیری شبکه میباشد برآورده کرده و جزایری رویت پذیر تشکیل دهد. بنابراین اگر عملیات بازوصل را به دو...
- در ادامه و در فصل دوم، مقدمهای بر سیستمهای WAMS و اجزای اصلی آن یعنی واحدهای اندازهگیری فازوری (PMU)31F آورده میشود و مبحث رویت پذیری سیستم قدرت و روشهای رویت پذیر نمودن شبکه مورد بحث و بررسی قرار گرفتهاند. فصل سوم، به معرفی الگوریتم تقسیم بندی...
- نتیجه گیری
- همانطور که در این فصل توضیح داده شد، سیستمهای قدرت کنونی به دلیل پیچیدهتر شدن عمل کردن در نزدیکی نقاط حدی، دائما در معرض خطاها و اغتشاشات قرار دارند. با خروج بخشی و یا تمامی شبکه، شبکه دچار خاموشی جزیی و یا کلی میشود که در این هنگام مساله بازوصل مط...
- این مساله به دلیل ماهیت خود، مساله پیچیده و دارای متغیرهای فراوان میباشد که در نظر نگرفتن بخشی از آن منجر به انجام ناموفق پروسه و خاموشی دوباره سیستم میگردد. همچنین با رقابتی شدن بازار برق و طرح مباحث اقتصادی، طولانی شدن پروسه بازوصل و به تبع آن طول...
- این مساله به دلیل ماهیت خود، مساله پیچیده و دارای متغیرهای فراوان میباشد که در نظر نگرفتن بخشی از آن منجر به انجام ناموفق پروسه و خاموشی دوباره سیستم میگردد. همچنین با رقابتی شدن بازار برق و طرح مباحث اقتصادی، طولانی شدن پروسه بازوصل و به تبع آن طول...
- این مساله به دلیل ماهیت خود، مساله پیچیده و دارای متغیرهای فراوان میباشد که در نظر نگرفتن بخشی از آن منجر به انجام ناموفق پروسه و خاموشی دوباره سیستم میگردد. همچنین با رقابتی شدن بازار برق و طرح مباحث اقتصادی، طولانی شدن پروسه بازوصل و به تبع آن طول...
- با توجه به موارد ذکر شده، نیاز به تحولی در عرصه بازوصل سیستم قدرت احساس میگردد که این پروسه را به صورت خودکار و با استفاده از الگوریتمهای مناسب در کوتاهترین زمان ممکن و به بهترین نحو ممکن صورت دهد. در بخشهای دیگر این پایان نامه، یکی از این الگوریتم...
- مقدمه
- فصل دوم
- مقدمهاي بر سیستمهای اندازهگیری گسترده و رویتپذیری
- 2-1- مقدمه
- تجدید ساختار32F ، افزایش رقابت و پیچیدگی شبکههای قدرت امروزی منجر به پر اهمیت تر شدن مسائل مربوط به پایداری سیستم قدرت گردیده است. مسائل ویژهای که این سیستمها با آن مواجه میباشند عبارتند از اختلالات گسترده شبکه که نمیتوانند با ابزارهای کنترلی و ح...
- فروپاشیهای اخیر در سراسر جهان نیاز فوری به پایداری سیستم قدرت را با روشی فراتر ار تکنولوژیهای موجود پررنگتر نموده است. افزیش تقاضا در سیستم قدرت احتمال بروز مشکلات سیستم قدرت از قبیل ناپایداری و فروپاشی را افزایش داده است ]18[.
- برای اطمینان از پایدرای سیستم تحت بار سنگین، تمام یا اکثر تجهیزات نصب شده میباید در مدار باشند و اعمال کنترلی مناسب را زمانی که شبکه پس از یک رخداد شدید هنوز به حالت عادی خود باز نگشته است به سرعت انجام دهند.
- راه حل غلبه کردن بر این نیاز داشتن یک مانیتورینگ به هنگام33F میباشد. چنین سیستم اندازهگیری گستردهای آگاهی به هنگام بهره بردار را از مسائل مختلف ناپایداری و زمان رخدادهای مختلف ممکن میسازد. این سیستم هشدار به بهره بردار این امکان را میدهد که زمان...
- بسیاری از شرکتها، نهادهای دولتی و بعضی از سازندگان با این دانش که مانیتورینگ به هنگام با سیستم اندازه گیری گسترده پاسخ مشکل قابلیت اطمینان خط انتقال است، با این تکنولوژی در حال کار میباشند.
- یک سیستم اندازه گیری گسترده نوعی، بر بستر سیستم مخابراتی مطمئن متصل به ایستگاههای قدرت، مراکز کنترل شبکه و پستهای برق ساخته میشود. ماهوارههای GPS34F نیز به منظور داشتن دقت زمانی و واحدهای اندازهگیری فازوری در طول شبکه قدرت مورد استفاده قرار میگ...
- رلههای حفاظتی و ثبت کنندههای خطا، اندازهگیریهای محلی در یک پست را با سرعت بالای هزاران نمونه در ثانیه محقق مینمایند در حالی که سیستم SCADA متداول، اندازهگیریهای مرکزی را با رفتار کند سیستم قدرت با سرعت انتقال اطلاعات در حدود چند ثانیه محقق مین...
- 2-2- سیستمهای اندازه گیری گسترده(WAMS)
- ايده اصلي بكار گرفتهشده در WAMS، پردازش متمركز اطلاعات جمعآوريشده از نقاط مختلف سيستم با هدف ارزيابي شرايط بهرهبرداري واقعي سيستم و باتوجه به محدوديتهاي پايداري ميباشد. اگرچه كاربردهاي WAMS بسيار گسترده ميباشد، اما ساختار زيربنايي در تمام كارب...
- بهمنظور پايش مناسب سيستم، اندازهگيريهاي لازم ميبايست خصوصيات ذيل را داشته باشند. از نقاط مختلف سيستم جمعآوري شوند، داراي نرخ نمونهبرداري بالا بوده و در يك لحظه زماني انجام شده باشند. آخرين خصوصيت نيازمند سنكرونسازي با دقت بالا در لحظه اندازهگي...
- انتقال اطلاعات اندازهگيريشده (يا انتقال فرمانهاي كنترل) بهكمك كانالهاي مخابراتي صورت ميگيرد. درصورت عدم وجود كانالهاي مخابراتي، استفاده از شبكه TCP/IP معمول ميباشد. سپس اطلاعات رسيده در كامپيوتر مركزي كه داراي توابع كاربردي است، ذخيره ميگردد.
- از ديدگاه محل كاربرد، كاربردهاي WAMS ميتواند به دو دسته كلي تقسيم بندي گردد:
- البته مطلوب آن است كه اعمال محلي انجامشده بهصورت هوشمندانه انجام شده تا با ساير اعمال اصلاحي موجود در سيستم هماهنگ باشند، بهطوري كه اعمال بهينه به منظور حفظ امنيت سيستم و در عين حال تامين بار صورت گيرد.
- از ديرباز تاكنون كاربردهاي كنترلي و نظارتي زيادي بهصورت محلي در پستها و بهمنظور حفظ شرايط بهرهبرداري صورت گرفته است. بهعنوان نمونه ميتوان به تنظيم ولتاژ، جبران راكتيو، حذف بار ولتاژي و فركانسي اشاره كرد. بهمنظور دستيابي به اهداف مذكور، مقادير م...
- 2-2-2-1- محاسبه پارامترها و نمايش حرارتي خطوط انتقال
- 2-2-2-2- ارزيابي پايداري فركانس
- ناپايداري فركانس بيانگر توانايي يك سيستم قدرت در حفظ فركانس آن در يك محدوده مجاز طي عملكرد عادي و يا پس از وقوع اختلالي در سيستم قدرت ميباشد. اين اختلال ميتواند خروج يك خط، جزيرهاي شدن شبكه، خروج يك ژنراتور اصلي سيستم و ... باشد. ناپايداري فركانس، ...
- بيشترين حد براي محدودهي مجاز تغييرات فركانس در شبكه، به وسيلهي سيستمهاي كنترل نيروگاههاي حرارتي به شبكه تحميل ميشود. در صورت تجاوز فركانس از محدودهي نامي، معمولاً 5/2 هرتز، پرههاي توربين واحدهاي حرارتي دچار آسيب ميشوند و عمر آنها كاهش مييابد...
- چنانچه گفته شد مسائل مختلفي در رابطه با پايداري سيستم قدرت وجود دارد، موضوع بحث پايداري سيگنال کوچک در رابطه با نوسانات فرکانس پايين زاويه و سرعت ژنراتورها در زماني است که شبکه با يک اغتشاش کوچک مواجه شود. به طور کلي پايداري سيگنال کوچک به کمک خطي ساز...
- با توجه به پيچيدگي و بزرگ بودن سيستم قدرت مودهاي متفاوتي در اين سيستم وجود دارند. با وقوع يک اغتشاش کوچک ممکن است بعضي از اين مودها تحريک گردند. تحريک اين مودها به دامنه اغتشاش ارتباطي ندارد و مربوط به مشخصات ديناميکي داخلي سيستم قدرت است. مودهاي نوسا...
- به مودهاي محلي مربوط نوسان دو يا چند ژنراتور نسبت به هم که از نظر جغرافيايي نزديک به يکديگر هستند مي باشند. فرکانس اين مودها غالباً از از 7/0تا 2 هرتز است. مودهاي نوسان بين ناحيهاي مربوط به نوسان دو يا چند گروه از ژنراتورها نسبت به هم است که ژنراتوره...
- روش متداول ميرا کردن نوسانات فرکانس پايين سيستم قدرت استفاده از کنترل کنندههاي کمکي روي ژنراتورها و يا شبکه است. در مورد ژنراتور از يک کنترل کننده موسوم به پايدار ساز سيستم قدرت (PSS) استفاده ميشود. علاوه بر پايدارساز سيستم قدرت از کنترل کنندههاي ا...
- پايدارسازهاي سيستم قدرت و يا ساير کنترل کنندهها از سيگنالهاي محلي جهت بهبود پايداري سيگنال کوچک استفاده ميکنند. با توجه به بهم پيوستگي و گستردگي سيستم قدرت استفاده از سيگنالهاي محلي به تنهايي معقول به نظر نميرسد چرا که بهبود ميرايي در يک ماشين ممکن...
- 2-2-2-4- ارزيابي پايداري گذرا
- پايداري گذرا توانايي سيستم قدرت در حفظ سنکرونيسم پس از بروز يک اغتشاش بزرگ ميباشد. اين اغتشاش بزرگ ميتواند اتصال کوتاه، از دست رفتن بخش بزرگي از توليد يا از دست رفتن يک بار بزرگ باشد. پاسخ سيستم به اين اغتشاشات شامل نوسانات با دامنه بزرگ زاويه رتور،...
- معمولاً پايداري گذراي سيستمهاي قدرت به ازاي يک سري پيشامدهاي خاص بررسي ميشود. پارامترهاي مهمي که در فاز آفلاین مطالعات طراحي براي کنترل پايداري گذرا استفاده ميشوند عبارتند از امپدانس خط، زمان رفع خطا، وصل مجدد، وجود SCADA و يا استفاده از ادوات خاص د...
- پايداري ولتاژ عبارت است از توانايي سيستم قدرت در تثبيت ولتاژ همه شينهاي سيستم در حالت نرمال و نيز بعد از بروز يک اغتشاش. اين نوع ناپايداري معمولاً به صورت افت فزاينده و غير قابل کنترل ولتاژ خود را نشان ميدهد. اگر ناپايداري منجر به از دست رفتن کل يا ب...
- به هر حال تعاريف مختلفي براي ناپايداري ارايه شده که بسياري از اين تعاريف بيشتر به مباحث تئوري کنترل شباهت داشته و در برخي ديگر جنبه هاي عملي پديده نيز در نظر گرفته شده است. با اين حال در همه اين تعاريف مواردي همچون قابل قبول بودن سطوح ولتاژ، قابل کنتر...
- تخمين حالت فرآيندي است كه طي آن حالت سيستم بر اساس اطلاعات جمعآوري شده از سراسر شبکه تعيين شده و بهرهبردار بهكمك آن قادر به تصميمگيري مناسب در مورد اعمال احتمالي لازم جهت حفظ عملكرد سيستم در حالت عادي و مطمئن ميباشد. در بسياري از سيستمهاي مديريت...
- علاوهبر كاربردهاي فوق، كاربردهاي ديگري مانند جايابي محل خطا بهكمك اطلاعات PMU از ساير كاربردهاي PMU و سيستم WAMS ميباشد ]29-31[.
- بازوصل سيستم قدرت عمدتا به فرآيند طي مراحل مورد نياز جهت آغاز بهرهبرداري شبكه پس از خروج بخش قابل توجهي از آن گفته ميشود. اين فرآيند شامل سه مرحله اساسي است:
- اهداف و قيود هر كدام از مراحل فوق متفاوت از سايرين ميباشد. زمان، مهمترين و حياتيترين عنصر مرحله اول است. بار در مراحل اول و دوم به عنوان يكي از ابزارهاي كنترل و پايداري مطرح ميشود اما در مرحله سوم، مهمترين هدف، برقدار كردن بار است.
- مرحله اول: پس از بررسي شرايط شبكه، سيستم هدف تعيين شده و استراتژي برقرار كردن شبكه انتقال تعيين ميشود و با طي مراحل مختلف، ژنراتورها به شبكه متصل ميشوند. با توجه به اهميت زمان، در صورت از دست دادن واحدهاي حرارتي بزرگ كه داراي حداقل زمان خاموشي بزرگ ...
- مرحله دوم: در اين مرحله، شبكه انتقال شكل گرفته و جزيرهها به يكديگر متصل ميشوند و جهت پايداري شبكه، بارگيري كافي صورت ميگيرد. واحدهاي بار پايه برقرار ميشوند و به شبكه انتقال بزرگ متصل ميشوند. در اين مرحله از دستورالعملهاي مناسب يا نرمافزارهاي سر...
- در مرحله سوم نيز بايد حداقل كردن بار تغذيه نشده و برنامهريزي تغذيه بار سرد را در نظر گرفت.
- با توجه به تواناييهاي سيستم WAMS و نيازهاي فني بازوصل شبكه، ميتوان به پتانسيل قابل توجه كارايي اين سيستم در بازوصل شبكه پي برد.
- برنامهريزي بازوصل شبکه با توجه به حالتهاي انتهايي شبکه روش مناسبتري ميباشد. بدين ترتيب، به صورت آفلاین ميتوان حالتهاي قابل قبول بهرهبرداري شبکه را تدوين کرده و برنامهريزي بازوصل را بر اساس آن تدوين نمود. حالتهاي قابل قبول بهرهبرداري شبکه را ...
- مانند ساير مسائل و مطالعات شبکه، بازوصل شبکه نيز مساله نويني نميباشد. حجم قابل توجهي از فعاليتهايي که در اين زمينه انجام شده است تا قبل از سال 2002 ميباشد. به عبارت ديگر در آن سالها مساله کاملا حل شده بود. تحول تکنولوژيک مخابرات و ديسپاچينگ شبکه و...
- عليرغم كليه ملاحظات و برنامهريزيها ممكن است بروز ناگهاني برخي حالتهاي پيشبينينشده فرآيند بازوصل را با مشكلات جدي مواجه سازد. چنين مشكلاتي باعث كند شدن فرآيند بازوصل شبكه و به تبع آن بدتر شدن شرايط خواهد شد. همانطور كه در بخشهاي پيشين نيز بيان شد...
- يكي از مهمترين امكاناتي كه سيستم اندازهگيري گسترده در مواجهه با چنين شرايطي فراهم ميكند، توانايي تصميمگيري سريع، دقيق و باتوجه به شرايط پيشآمده ميباشد.
- توانايي قابل توجه سيستم اندازهگيري گسترده را ميتوان در سرعت بخشيدن به فرآيند اتصال جزاير برقدارشده نيز بکار گرفت؛ تعيين بهينه زمان و پيشنيازهاي اتصال جزاير برقدارشده بسيار مهم ميباشد.
- 2-3- واحدهای اندازهگیری فازوری
- اولين نمونه تحقيقاتي از واحدهاي اندازه گير فازوري در دانشگاه ويرجينياتك37F و در سال 1988 ساخته شد]32[. پس از آن شركتهاي ABB و مایکروداین دست به توليد نمونههاي تجاري از اين واحدها زدند. در سال 1995 نيز اولين استاندارد جهت واحدهاي اندازه گيري فازوري ا...
- ساختار اصلی یک واحد اندازهگیری PMU از یک پردازشگر سیگنال دیجیتال تشکیل شده است. این پردازشگر دیجیتالی از سیگنالهای ولتاژ و جریان با نرخ2880 نمونه در هر ثانیه نمونهبرداری میکند که این نرخ معادل 48 نمونه در هر سیکل است. کمیتهای آنالوگ ولتاژ و جریا...
- معمولاً فازورها بهمنظور نمايش امواج سينوسي حالت ماندگار كه داراي يك فركانس اصلي هستند، بهكار برده شده و ابزار پايه بهمنظور تحليل مدارهاي با جريان متناوب (AC) ميباشند. حتي درصورتي كه يك سيستم قدرت در شرايط كاملاً پايدار نباشد، فازورها جهت توصيف رفت...
- معمولاً فازورها بهمنظور نمايش امواج سينوسي حالت ماندگار كه داراي يك فركانس اصلي هستند، بهكار برده شده و ابزار پايه بهمنظور تحليل مدارهاي با جريان متناوب (AC) ميباشند. حتي درصورتي كه يك سيستم قدرت در شرايط كاملاً پايدار نباشد، فازورها جهت توصيف رفت...
- معمولاً فازورها بهمنظور نمايش امواج سينوسي حالت ماندگار كه داراي يك فركانس اصلي هستند، بهكار برده شده و ابزار پايه بهمنظور تحليل مدارهاي با جريان متناوب (AC) ميباشند. حتي درصورتي كه يك سيستم قدرت در شرايط كاملاً پايدار نباشد، فازورها جهت توصيف رفت...
- 2-4- رویتپذیری شبکه های قدرت
- همانطور که گفته شد در سالیان اخیر به علت تجدیدساختار و تقاضای روزافزون الکتریسته، شبکههای قدرت در نزدیکی مرزهای پایداری آن مورد بهرهبرداری قرار میگیرند. بنابراین یک سیستم اندازه گیری گسترده (WAMS) مورد نیاز است تا امکان بهرهبرداری بهینه از شبکه ...
- با نصب PMU در شین i، مقدار ولتاژ شین i و جریان همهی خطوطی که به این شین متصل هستند، به صورت بههنگام قابل دسترسی میباشند. با استفاده از جریان و امپدانس این خطوط، ولتاژ سر دیگر آنها نیز قابل محاسبه است. در نتیجه اگر در شین iام از شبکهی نشان ...
- شکل 2-4 خط انتقالی را نشان میدهد که در آن RTU39F نصب گردیدهاست. از آنجا که اگر مقدار ولتاژ یکی از دوشین معلوم باشد ولتاژ شین دیگر از روی رابطهی (2-1) زیر قابل محاسبه است، ولتاژ شینهای i و j از یک دیگر مستقل نیستند.
- شکل 2-5 نشان دهندهی دستهای از شینهاست که جریان تزریقی در شین مرکزی آن دسته معلوم است. با استفاده از قانون جریان کیرشف در مورد این گروه از شینها که به آنهاIDG40F گفته میشود داریم:
- بنابراين با دانستن n-1 عدد از متغیرهای این معادله، متغیر دیگر نیز به راحتی قابل محاسبه خواهد بود. در هر ساختار شبیه به ساختار نشان داده شده در شکل 2-5 گرههاي 1 تا n دسته گرههاي تزريق معلوم نامیده ميشوند. در اين دسته، شین 1 مرکزي و گرههاي 2 تا n ش...
- با توجه به مطالبی که بیان گردید، یک شین میتواند از طریق نصب PMU در آن یا از طریق مجاورت با یک شین PMU دار رویتپذیر شده باشد. همچنین اتصال با یک خط RTU دار به یک شین رویتپذیر، یا عضویت در یک IDG که بقیهی شینهای آن IDG رویتپذیر هستند میتواند د...
- واحدهای اندازهگیری فازوری که مهمترین ابزارهای اندازهگیری سیستمهای اندازهگیری گسترده میباشند، ابزارهای نسبتا گرانی هستند که میتوانند ولتاژها وجریانهای شینها و خطوط غیر از شین متصل به آن را اندازهگیری نمایند و بنابراین معمولا تعداد بهینهای...
- نتیجه گیری
- همانطور که ملاحظه گردید، این فصل به بررسی سیستمهای اندازهگیری گسترده و یکی از مهمترین اجزاء آن یعنی واحدهای اندازهگیری فازوری پرداخت. با استفاده از این سیستمها و تجهیزات، بهره بردار شبکه توانایی رویت و کنترل در لحظه شبکه را پیدا مینماید و میتوان...
- همانگونه که در ادامه فصل توضیح داده شد، مساله عمدهای که سیستمهای مذکور بدان میپردازند، بحث رویتپذیری شبکه میباشد که با توجه به قرار گرفتن تجهیزات اندازهگیری در نقاط مناسب صورت میپذیرد.
- با توجه به اهمیت در اختیار داشتن اطلاعات دقیق و همزان شبکه در هنگام پروسه پیچیده بازوصل، این تجهیزات به عنوان یکی از ملزومات پروسه فوق در نظر گرفته شد، تا انجام بازوصل به بهترین صورت و در کوتاهترین زمان ممکن صورت پذیرد.
- 2-1- مقدمه
- فصل سوم
- جزیره بندی به منظور بازوصل سیستم قدرت
- 3-1- مقدمه
- 3-2- جایابی بهینه41F PMU
- هنگامی که یک PMU در شینی نصب میگردد، فازور ولتاژ در آن شین به همراه شینهای دیگری که در انتهای خطوط متصل به آن شین قرار دارند را با استفاده از فازور جریان و پارامترهای شناخته شده خط میتواند اندازه بگیرد.
- اولین قدم در جایابی PMU، تعیین مکانهای داوطلب برای این امر است. در یک شبکه قدرت واقعی شینهایی وجود دارند که به طور استراتژیک مهم میباشند مانند شینهایی که به بارهای بزرگ متصل هستند یا مناطقی که از نظر اقتصادی مهم بوده یا شینی که پیش بینی میشود در...
- با توجه به توضیحات ارائه شده و با توجه به اینکه در روش پیشنهادی فرض شده است که رویت پذیری تنها از طریق PMU در شبکه صورت میگیرد، تابع هدف و قیود مساله برای یک سیستم n شینه به صورت زیر میباشد:
- که در آن f به صورت زیر تعریف میگردد:
- ماتریس A=[aij] نیز که ماتریس اتصالات شبکه میباشد به صورت زیر تعریف میگردد:
- جدول 3-1 مکان PMU ها را برای شبکه استاندارد 39 شینه New-England شکل 3-1 با استفاده از روش توضیح داده شده نمایش میدهد.
- 3-3- مراحل جزیره بندی سیستم قدرت به منظور بازوصل
- به عنوان مثال برای شبکه 39 شینه، شینهای 19، 20، 33 و 34 با شین معادل 17 در شبکه معادل شکل 3-2 مدل میگردند. این شین شامل یک ژنراتور که مدل کننده ژنراتورهای G4 و G5 و یک بار که مدل کننده بار روی شین 20 است میباشد. بدین ترتیب شینهای مذکور پس از مجزا ...
- هنگامی که در یک شبکه خاموشی سراسری روی میدهد، ژنراتورهای با قابلیت خود راهاندازی مورد استفاده قرار میگیرند. بنابراین برای برقدار نمودن یک شبکه میباید در آن یک ژنراتور خود راهانداز، یک بار و همچنین یک PMU برای برقرار نمودن شرط رویت پذیری در این ر...
- که در آن bi و Li به صورت زیر میباشند:
- جدول 3-2 مکان ژنراتورهای خود راه انداز و بارهای شبکه 39 شینه را نمایش میدهد:
- در اینجا دو مفهوم شین مرکزی و خطوط مرزی به صورت زیر تعریف میگردند:
- در شبکه 39 شینه فرض مینماییم که ژنراتورهای خود راهانداز در شینهای 2، 17، 20 و 22 نصب شدهاند. بدین ترتیب با توجه به رابطه 3-5 و اطلاعات شبکه مذکور داریم:
- بنابراین شینهای مرکزی شبکه فوق شینهای دارای ژنراتورهای خود راهانداز میباشند و m که برابر تعداد جزایر در مرحله اول میباشد برابر 4 میباشد.
- ماتریس جزایر در مرحله اول که با مشخص میگردد به صورت زیر تعریف میشود:
- اگر در رابطه 3-5 جمله مینیمم برابر مجموع تعداد ژنراتورهای خود راهانداز نبود، در رابطه فوق b ها با عبارات مینیمم جایگزین میگردند. در ماتریس فوق ij امین المان هنگامی 1 میشود که شین شماره j به جزیره i تعلق داشته باشد و در غیر این صورت برابر صفر می...
- با توجه به رابطه فوق و برای شبکه 39 شینه، ماتریس جزایر اولیه به صورت زیر خواهد بود:
- در ماتریس فوق اعداد 1 مربوط به شینهای 2، 17، 20 و 22 میباشند که همان شینهای مرکزی هستند و هر سطر این ماتریس نیز نشان دهنده یک جزیره میباشد.
- ماتریس اصلاح نشده جزایر در مراحل بعدی از روی ماتریس فوق به صورت زیر ساخته میشود:
- برای بدست آوردن ماتریس جزایر ( ) از ماتریس اصلاح نشده جزایر ( ) میباید ستونهای ماتریس اصلاح نشده جزایر بررسی شوند تا یک شین به دو یا بیشتر از دو جزیره مختلف تخصیص نیافته باشد. اگر ستونی یافت شد که در آن بیشتر از دو عدد 1 موجود بود، این بدان معناست ک...
- پس از اعمال قوانین فوق و اختصاص شینها به جزایر مربوط درایههای بزرگتر از 1 را در ماتریس جزایر تبدیل به عدد 1 مینماییم و عملیات جزیره بندی را ادامه میدهیم.
- برای بدست آوردن ماتریس جزایر مرحله دوم شبکه 39 شینه با توجه به ماتریس اصلاح نشده جزایر این شبکه که در بالا آمده است به این نکته باید توجه شود که در آن دو شین شماره 2 و 23 به بیش از یک جزیره اختصاص یافتهاند. با توجه به قوانین فوق شین شماره 2 که شین مر...
- از آنجا که در این مرحله تمام شینها به جزایر موجود تخصیص نیافتهاند، این عملیات تا تخصیص کامل شینها ادامه پیدا مینماید، برای مرحله بعد داریم:
- از آنجا که در اینجا هم شینهایی باقی مانده است که بدون جزیره ماندهاند، جزیره بندی را ادامه میدهیم. ماتریس جزایر اصلاح نشده در مرحله چهارم به صورت زیر میباشد:
- در این مرحله نیز شینهای 2، 12، 14، 15، 16، 18، 21، 22 و 24 به بیش از یک جزیره اختصاص یافتهاند. شینهای 2 و 22 شینهای مرکزی جزایر 1 و 4 میباشند و طبق قانون شین مرکزی به این جزایر اختصاص مییابند. طبق قانون سابقه شین 16 به جزیره 1، شینهای 14 و 15 ب...
- شینهای 6، 7، 8، 10 و 11 هنوز بدون جزیره ماندهاند بنابراین عملیات جزیره بندی میباید ادامه یابد. برای مرحله بعد داریم:
- در این مرحله شینهای 2، 4، 12، 14، 15، 16، 18، 21، 22 و 24 به بیش از یک جزیره اختصاص یافتهاند. شینهای 2 و 22 شینهای مرکزی جزایر 1 و 4 میباشند و همانند مرحله قبل و طبق قانون شین مرکزی به این جزایر اختصاص مییابند. طبق قانون سابقه شینهای 4 و 16 به ...
- در این مرحله تنها دو شین 7 و 10 بدون جزیره باقی ماندهاند. با تکرار روند فوق داریم:
- شینهای 2، 4، 6، 11، 12، 14، 15، 16، 18، 21، 22 و 24 در این مرحله به بیش از یک جزیره اختصاص یافتهاند. شینهای 2 و 22 شینهای مرکزی جزایر 1 و 4 میباشند و همانند مراحل قبل و طبق قانون شین مرکزی به این جزایر اختصاص مییابند. در اینجا نیز طبق قانون سابق...
- همانطور که ملاحظه میگردد، در این مرحله تمام شینها به چهار جزیره موجود اختصاص مییابند. جدول 3-3 فرایند اختصاص شینها را در جزیره بندی برای مراحل مختلف نشان میدهد.
- حال میباید شینهای معادلی را که در ابتدای جزیره بندی از شینهای دو سر ترانسفورماتور تشکیل دادهایم به صورت ابتدایی خود برگردانیم. شکل شماره 3-3 شبکه 39 شینه جزیرهبندی شده را در پایان این فرایند نمایش میدهد:
- 3-4- محدودیتهای جزیره بندی به منظور بازوصل
- پس از مجزا سازی شبکه به چند زیر شبکه یا جزیره مشخص، میباید برخی محدودیتها به منظور انجام بازوصل موفق شبکه در نظر گرفته شود. در ادامه به بررسی این محدودیتها میپردازیم
- اولین محدودیت، وجود بار حقیقی به اندازهای است که بتواند تولید مینیمم ژنراتورهای جزایر را مصرف نماید. این محدودیت به صورت زیر مدل میگردد:
- در عبارت فوق Ji تعداد شینها در جزایر، تولید مینیمم ژنراتور j و PLj مصرف بار موجود در شین j میباشد.
- اگر رابطه فوق در جزیرهای برقرار نبود، جزایر همسایه این جزیره باید بررسی شوند. اگر در این جزایر شین غیر مرکزیای با بار کافی وجود داشت که با انتقال آن به این جزیره شرط عبارت فوق برقرار گردد و خروج آن از جزیره اصلی خود شرط بالا را بهم نمیزند میباید ب...
- برای شبکه استاندارد 39 شینه فرض را بر این گذاشتیم که تولید مینیمم ژنراتورهای آن برابر 10% تولید ماکزیمم این ژنراتورها است. با این فرض و پس از بررسی رابطه 3-10 برای جزایر شکل 3-3 مشخص میگردد که این عبارت برای تمام جزایر برقرار است.
- در اینجا لازم به ذکر است که مطابق مطالب عنوان شده در فصل 1، تعادل توان راکتیو امری است که عمدتا در حین انجام بازوصل مطرح میباشد و میتوان هنگام انجام عمل بازوصل برای جزیرههای مختلف همانند کل شبکه از روشهای گفته شده همانند برقدار کردن تعداد کمتری از...
- برای بررسی رویت پذیری جزایر ابتدا باید ماتریس AI را از روی ماتریس A در رابطه 3-4 با صفر کردن درایههای مربوط به خطوط مرزی در ماتریس A بدست آورد سپس بردار o که وضعیت رویت پذیری جزایر را نشان میدهد از رابطه زیر بدست میآید:
- شینهای رویت ناپذیر شینهایی هستند که درایههای متناظر با آنها در ماتریس o برابر صفر میباشند. پس از بدست آوردن o اگر شین رویتناپذیری موجود بود، ماتریس U را باید از رابطه زیر بدست آورد:
- که در آن Au همان ماتریس رابطه 3-4 است که در اینجا دارای u سطر میباشد که برابر با تعداد شینهای رویت ناپذیر و در نتیجه تعداد صفرهای موجود در بردار o میباشد.
- ماتریس قطری PMUهای نصب شده که یک ماتریس n*n میباشد و با PIM نمایش داده میشود، به صورت زیر تعریف میگردد:
- هر سطر ماتریس U یک شین رویت ناپذیر را نمایش میدهد که دارای یک یا بیشتر از یک درایه غیر صفر میباشد. این درایه نمایانگر آن است که شین رویت ناپذیر مذکور از طریق شین یا شینهای متناظر با درایههای غیر صفر این ماتریس رویتپذیر میگردد که طبیعتا با شین ر...
- بنابراین شینهای 4، 18 و 27 رویت ناپذیر میباشند و این شینها از طریق شینهای 14، 17 و 17 رویت پذیر میگردند. قبل از اقدام به رویت پذیر نمودن شینهای رویت ناپذیر، ابتدا درصد وزندار رویت پذیری جزیره i که به wopi نمایش داده میشود به صورت زیر تعریف می...
- که در آن oj jامین المان بردار o و wj وزن رویتپذیری شین j میباشد که به صورت زیر تعریف میگردد:
- مقدار بزرگتر wopi نمایانگر آن است که تعداد شینهای بیشتری و یا شینهای مهمتری در جزیره i رویت پذیر میباشند.
- برای رویت پذیر نمودن شینهای رویت ناپذیر دو حالت زیر ممکن است پیش آید:
- برای سرعت بخشیدن به حل مساله در این حالت شین رویت ناپذیر به جزیره شین رویتپذیر کننده خود که از رابطه 3-11 بدست میآید میرود. در این حالت شرط رابطه 3-10 بررسی میگردد. اگر این شرط برقرار بود. رویت پذیر نمودن این شین پایان یافته و شین بعدی بررسی میگر...
- در این حالت شین رویت ناپذیر را نمیتوان به جزیرهای که شین رویت پذیر کننده انتقال داد زیرا این شین، شین مرکزی جزیره خود میباشد و شینهای دیگر حول این شین تشکیل یافتهاند. همچنین نمیتوان شین رویت پذیر کننده را به سادگی به جزیره شین رویت ناپذیر انتقال...
- که در آن y برداری به صورت زیر است که المانهای آن نشان دهنده شماره جزیره شینهای مختلف میباشند.
- همچنین ,--0. نشان دهنده جزایر اولیه شینها قبل از عملیات رویت پذیر نمودن میباشد. شماره جزیرهها عددی صحیح است که به صورت قراردادی به هر جزیره اختصاص مییابد.
- ,,-∗.-. نیز المانهای بردار زیر میباشند:
- نتایج شبیه سازی بر روی شبکه 118 شینه
- در اینجا روش توضیح داده شده را بر روی یک شبکه بزرگتر پیاده سازی مینماییم تا عملی بودن این روش بر روی یک شبکه بزرگتر بررسی گردد. بدین منظور شبکه استاندارد 118 شینه IEEE را مطابق شکل 3-5 در نظر میگیریم.
- در اینجا روش توضیح داده شده را بر روی یک شبکه بزرگتر پیاده سازی مینماییم تا عملی بودن این روش بر روی یک شبکه بزرگتر بررسی گردد. بدین منظور شبکه استاندارد 118 شینه IEEE را مطابق شکل 3-5 در نظر میگیریم.
- در اینجا روش توضیح داده شده را بر روی یک شبکه بزرگتر پیاده سازی مینماییم تا عملی بودن این روش بر روی یک شبکه بزرگتر بررسی گردد. بدین منظور شبکه استاندارد 118 شینه IEEE را مطابق شکل 3-5 در نظر میگیریم.
- این شبکه دارای 12 ژنراتور خود راه انداز، 32 PMU به منظور رویت پذیری کامل شبکه در حالت تعداد مینیمم و 99 شین دارای بار میباشد. جدول شماره 3-4 محل PMU ها و ژنراتورهای خود راه انداز شبکه را نمایش میدهد.
- طبق توضیحات داده شده در ابتدا میباید شینهای دو سر یک ترانسفورماتور را با یک شین معادل مدل نمود. جدول 3-5 این تغییرات را نمایش میدهد:
- پس از انجام این کار شینهای دارای ژنراتور خود راه انداز 10 عدد میگردند. این امر باعث میگردد که m یا همان تعداد اولیه جزایر طبق رابطه 3-5 برابر با 10 عدد گردد.
- حال عملیات جزیره بندی را با توجه به رابطه 3-8 آغاز مینماییم. جدول 3-6 مراحل انجام این امر را نمایش میدهد. اعداد شینها در این جدول همان اعداد شینهای معادل هستند که از جدول 3-5 بدست میآیند:
- پس از انجام این امر شبکه 118 شینه مطابق جدول فوق در پنج مرحله به ده جزیره مجزا تقسیم میگردد که شینهای مرکزی آن با توجه به رابطه 3-5 شینهای دارای ژنراتور خود راه انداز میباشند. جدول شماره 3-7 شینهای مرکزی و سایر شینهای تشکیل دهنده این جزایر که د...
- با توجه به جدول فوق شبکه جزیره بندی شده 118 شینه IEEE در پایان مرحله مقدماتی مطابق شکل 3-6 بدست میآید که اعداد نشان داده شده درون دایرهها شماره جزایر را نشان میدهند.
- پس از بدست آمدن شبکه اولیه جزیره بندی شده، میباید شرطهای 3-10 و 3-11 برای این جزایر بررسی گردند. ابتدا شرط 3-10 را بررسی نموده و فرض مینماییم که حداقل تولید هر ژنراتور در این شبکه برابر با 10 درصد توان نامی آن میباشد. با این فرض شرط 3-10 در تمام...
- طبق توضیحات داده شده، شینهایی که شین مرکزی جزیره خود نمیباشند، به جزیرهای که شین رویت پذیر کننده آن یعنی شینی که بر روی آن PMU نصب گردیده و از طریق یک خط مرزی به شین رویت ناپذیر متصل است انتقال یابند. با توجه به این امر داریم:
- پس از اعمال موارد فوق ترکیب جدید جزایر به صورت جدول 3-9 در خواهند آمد:
- شکل 3-7 جزیرههای بدست آمده جدید را نمایش میدهد با توجه به این شکل و موارد ذکر شده، شینهای 65 و 66 تنها شینهای رویت ناپذیر شبکه میباشند که به دلیل مرکزی بودن این شینها امکان انتقال این دو به جزایر دیگر مقدور نمیباشد. به همین دلیل میباید از روا...
- پس از انجام بهینه سازی روابط 3-16 و 3-17 متغیرهای y به صورت زیر تغییر مینمایند:
- بنابراین در پایان فرایند جزیره بندی شبکه 118 شینه استاندارد IEEE، اختصاص شینها به جزایر به صورت جدول 3-11 خواهد بود.
- شکل شماره 3-8 نیز شبکه نهایی جزیره بندی شده را نمایش میدهد که به 10 جزیره مجزا تقسیم گردیده است. همچنین در پایان شکل شماره 3-9 فلوچارت روش جزیره بندی تشریح شده به منظور انجام عمل بازوصل را نمایش میدهد.
- انتخاب مسیر بازوصل درون جزایر
- همانطور که در فصلهای گذشته ذکر شد، غالب شرکتهای برق برنامه بازوصل خود را بر مبنای برنامه بازوصل آفلاین و تجربه بهرهبرداران برای انتخاب مسیر بازوصل قرار میدهند ]2-3[. اما این برنامهها که غالبا بر مبنای تجربیات گذشته طراحی گردیدهاند نمیتوانند مطم...
- روش پیشنهادی در این قسمت برای انتخاب مسیر بازوصل، روش اخیر با افزودن قیود رویت پذیری میباشد که باعث میگردد بهره بردار اطلاعات بیشتر و همزمان از شرایط موجود شبکه داشته وتصمیمات مناسبتری اتخاذ نماید. در این روش فرض میگردد شبکه ابتدا به صورت جزیرههای...
- در این روش فرض میگردد که ابتدا ژنراتور خود راهانداز در هر جزیره راهاندازی گردیده و شین متصل به آن برقدار میگردد، پس از آن تمامی مسیرهای موجود از این شین برقدار به شینهای بدون برق میبایست بررسی گردند تا مناسبترین مسیر از این شین به شینهای دیگر ...
- برای هر مسیر کاندیدا یک RPI45F در نظر گرفته میشود که وابسته به میزان بارگذاری خطوط برقدار جزیره و درصد رویتپذیری قسمت برقدار میباشد. پس از محاسبه این ضریب برای تمام مسیرها، مسیری انتخاب میگردد که دارای کمترین RPI بوده و نشان دهنده این امر است که ...
- واضح است که در مواقعی که تنها یک کاندیدا برای مسیر بازوصل وجود دارد، این خط انتخاب میگردد. همچنین مسیرهای کاندیدای بازوصل تنها به صورتی انتخاب میشوند که شینهای بدون برق متصل به شبکه بازوصل شده را برقدار نمایند بنابراین زمانی که یک خط بازوصل نشده بی...
- روش ارائه شده در این بخش، معیاری برای انتخاب مسیر بازوصل به بهره بردار شبکه ارائه مینماید. این الگوریتم، میتواند با توجه به تغییرات توپولوژی شبکه که امری غیر قابل اجتناب میباشد، مکررا و در شرایط آفلاین شبکه اجرا گردد تا به عنوان دستورالعملی کمکی در...
- این اضافه ولتاژها میتوانند با جذب توان راکتیو تولید شده توسط خطوط کم بار کنترل گردند. این امر میتواند از طریق روشهای ذیل صورت پذیرد ]54[:
- نتیجه گیری
- در فصول گذشته دیدیم که استراتژیهای گوناگونی برای انجام عمل بازوصل میتوان اتخاذ نمود. از بین این استراتژیها، ساخت به بالا به عنوان برترین استراتژی برای بازوصل سیستم قدرت پس از خاموشی سراسری مورد قبول اکثر کارشناسان قرار دارد. این استراتژی به دلیل سا...
- از آنجا که تاکنون روش و الگوریتمی جهت پیاده سازی این استراتژی ارائه نگردیده بود، ضرورت انجام این امر در این پایان نامه احساس گردید و به توسعه فرمول بندی و معرفی الگوریتمی پرداخته شد که بتواند با در نظر گرفتن قیود مختلف این استراتژی را به صورت خودکار پ...
- در نهایت الگوریتمی مقدماتی جهت انتخاب مسیر بازوصل پس از انجام عمل بازوصل معرفی و پیشنهاد گردید.
- شایان ذکر است در الگوریتم بازوصل معرفی شده در این پایان نامه فرض شده است که هنگام بازوصل مقدار باری که در لحظه بهره برداری موجود میباشد توسط بهره بردار با توجه به میانگین مصرف منطقه تعیین میگردد. همچنین فرض شده است که در زمان بازوصل تمامی خطوط بی بر...
- فصل چهارم
- نتیجه گیری و پیشنهادات
- 4-1- نتيجهگيري
- یک سیستم قدرت میتواند به دلیل عوامل گوناگونی از قبیل حوادث طبیعی و یا اشتباهات پرسنل وارد شرایط اضطراری و یا بحرانی گردد که در صورت فروپاشی شبکه تمام یا بخشی از شبکه بی برق خواهد شد. بازوصل سیستم قدرت عبارت است از روند استقرار مجدد نیروگاهها، وصل م...
- یک سیستم قدرت میتواند به دلیل عوامل گوناگونی از قبیل حوادث طبیعی و یا اشتباهات پرسنل وارد شرایط اضطراری و یا بحرانی گردد که در صورت فروپاشی شبکه تمام یا بخشی از شبکه بی برق خواهد شد. بازوصل سیستم قدرت عبارت است از روند استقرار مجدد نیروگاهها، وصل م...
- یک سیستم قدرت میتواند به دلیل عوامل گوناگونی از قبیل حوادث طبیعی و یا اشتباهات پرسنل وارد شرایط اضطراری و یا بحرانی گردد که در صورت فروپاشی شبکه تمام یا بخشی از شبکه بی برق خواهد شد. بازوصل سیستم قدرت عبارت است از روند استقرار مجدد نیروگاهها، وصل م...
- 4-2- دستاوردها
- 4-3- پيشنهادات
- 4-1- نتيجهگيري
- مراجع