فصل اول
پیشگفتار
1-1 مقدمه
این نوشتار عهده دار معرفی ادوات جدید سیستم های مدرن انتقال انرژی میباشد که تحول زیادی را در بهرهبرداری و کنترل سیستمهای قدرت ایجاد خواهد کرد.
با رشد روز افزون مصرف،سیستمهای انتقال انرژی با بحران محدودیت انتقال توان مواجه هستند.این محدودیتها عملاً بخاطر حفظ پایداری و تامین سطح مجاز ولتاژ بوجود میآیند.بنابراین ظرفیت بهرهبرداری عملی خطوط انتقال بسیار کمتر از ظرفیت واقعی خطوط که همان حد حرارتی آنهاست ، میباشد.این امر موجب عدم بهره برداری بهینه از سیستمهای انتقال انرژی خواهد شد.یکی از راههای افزایش ظرفیت انتقال توان،احداث خطوط جدید است که این امر هم چندان ساده نیست ومشکلات فراوانی را به همراه دارد.
با پیشرفت صنعت نیمه هادیها و استفاده آنها در سیستم قدرت،مفهوم سیستم های انتقال انرژی انعطافپذیر(FACTS) مطرح شد که بدون احداث خطوط جدید بتوان از ظرفیت واقعی سیستم انتقال استفاده کرد.
پیشرفت اخیر صنعت الکترونیک در طراحی کلیدهای نیمه هادی با قابلیت خاموش شدن و استفاده از آن در مبدل های منبع ولتاژ در سطح توان و ولتاژ سیستم قدرت علاوه بر معرفی ادوات جدیدتر،تحولی در مفهوم FACTS بوجود آورد و سیستمهای انتقال انرژی را بسیار کارآمدتر و موثرتر خواهد کرد .
برای درک بهتر و شناساندن
مشخصات برجسته این ادوات درقدم اول لازم است مشکلات موجود سیستم های انتقال انرژی
شناسائی شوند.آنگاه راه حل های کلاسیک برای رفع آنها بیان می شوند.مبدلهای منبع
ولتاژ،که ساختار کلیه ادوات جدید FACTS بر آن استوار است در بخش بعدی مورد بحث قرار
می گردد و در خاتمه نسل جدید ادوات FACTS معرفی می شوند .
1-2 محدودیتهای انتقال توان در سیستمهای قدرت
یک سیستم قدرت از سه قسمت عمده تولید،انتقال و مصرف تشکیل شده است. هدف یک مهندس بهرهبردار قدرت این است که توان خواسته شده مصرفکننده را تحت ولتاژ ثابت و فرکانس معین تامین نماید.از لحاظ کنترل روی مصرف کننده نمی توان محدودیت زیادی اعمال کرد زیرا او خریدار است و خواسته هایش باید تامین شود.
در نتیجه ، کنترل اصلی در شبکه برق روی بخش تولید و انتقال است.حالت مطلوب در سیستم تولید و انتقال این است که این سیستم بایستی قابلیت تولید و انتقال توان خواسته شده را دارا باشد.معمولاً در طراحی اولیه،این خواسته در نظر گرفته می شود.ولی با گذشت زمان تغییراتی از قبیل رشد مصرف،اتصال شبکههای دیگر به شبکه قبلی و تاسیس نیروگاهها و خطوط انتقال جدید و ... این تعادل را بر هم زده و محدودیت هایی را در بهره برداری از شبکه قدرت بوجود می آورند.
گسترش سیستم های قدرت و به هم پیوستن آنها در دو ناحیه متمایز صورت گرفت. ناحیه ای با درصد جمعیت زیاد و وجود نیروگاه های نزدیک به مصرف که توسعه سیستم قدرت را تبدیل به یک شبکه به همپیوسته غربالی تبدیل کرده است ، مثل شبکه های قدرت در اروپا و شرق ایالات متحده آمریکا و ناحیهای که مقدار توان عظیمی را از نیروگاههای آبی به مراکز مصرف در فواصل دور تحویل می دهد.از قبیل سیستمهای موجود در کانادا و برزیل .
الحاق شبکهها به هم علاوه بر مزیت فراوانی که در برداشت،مشکلات عدیدهای را هم به همراه آورد. مشکلی که در انتقال توان سیستمهای به هم پیوسته غربالی وجود دارد، عبور توان در مسیرهای ناخواسته است که به عنوان مشکل توان در حلقه[1] شناخته می شود.عبور این توان در مسیرهای ناخواسته موجب افزایش بار غیر مجاز و عدم بهرهبرداری بهینه از سیستم خواهد شد.لذا بایستی به طریقی توان عبوری از یک مسیر را کنترل نموده و از طرفی برای سیستم های انتقال انرژی طولانی مسئله توان در حلقه مشکل ساز نیست بلکه مشکل عمده در این سیستم ها ، مسئله پایداری گذرا و افت ولتاژ غیر مجاز است.به این معنی که برای حفظ پایداری شبکه و تثبیت سطح ولتاژ مجاز،توان عبوری در سیستم انتقال باید محدود شود.بر این اساس،حالت ایدهآل یک سیستم انتقال انرژی موقعی است که :
1. کنترل توان در مسیرهای خواسته شده انجام پذیرد.
2. ظرفیت بهره برداری کلیه خطوط در حد ظرفیت حرارتی قرار داشته باشد.
در نتیجه مشکلات عمده در بهرهبرداری از سیستمهای انتقال انرژی عبارتند از عبور توان در مسیرهای ناخواسته و عدم بهرهبرداری از ظرفیت سیستمهای انتقال در حد ظرفیت حرارتی.
تعداد مشاهده: 136 مشاهده
فرمت فایل دانلودی:.zip
فرمت فایل اصلی: doc
تعداد صفحات: 58
حجم فایل:3,977 کیلوبایت
چکیده
هدف
این مقاله نشان دادن توانایی ترانسفورماتور جابجا کننده فاز (Phase Shifting
Transformer)PST در کاهش تلفات سیستم قدرت است. در این راستا ابتدا تواناییهای PST با
دیگر ادواتی که توانایی کنترل سیلان قدرت را دارند، مقایسه می شود. سپس شبکه برق
منطقه ای تهران و خطوط رابط آن با نواحی مجاور به عنوان شبکه نمونه مطالعه می شود
و محل نصب مناسب PST در جهت کاهش تلفات این شبکه مشخص می گردد.
شبیه سازیها نشان می دهد که PST نه فقط تلفات برق منطقه ای تهران را کم می
کند بلکه توانایی کاهش تلفات کل شبکه سراسری را نیز دارد.
- مقدمه
هدف
بهره برداران از سیستم قدرت این است که در حالت دائم توان درخواستی مصرف کننده را
تحت ولتاژ ثابت و فرکانس معین تأمین
نمایند. از دیدگاه مسائل کنترلی، بر روی مصرف کننده نمی توان محدودیتهای زیادی
اعمال نمود. در نتیجهع کنترل اصلی در شبکه برق روی تولید و انتقال است. طراحان در
طراحیهای اولیه مربوط به سیستم تولید و انتقال،قابلیت تولید و انتقال درخواستی را
مدنظر قرار می دهند. ولی با گذشت زمان تغییراتی از قبیل رشد مصرف، اتصال شبکه ها
به یکدیگر و تأسیس نیروگاهها و خطوط انتقال جدید این توازن را برهم زده و
محدودیتهایی را در بهره برداری از شبکه قدرت به وجود می آورد.
در
شبکه های غربالی اتصال شبکه ها در کنار مزایای زیادی که دارد، دارای مشکلات عدیده
ای نیز هست. از جمله این مشکلات عبور توان در مسیرهای ناخواسته در سیستم انتقال
است. این مسئله می تواند موجب افزایش بار غیرمجاز و عدم بهره برداری بهینه از
سیستم قدرت شود. لذا بایستی بطریقی توان عبوری از یک مسیر را کنترل نمود.
در نواحی
با خطوط طولانی، مسئله فوق مشکل ساز نیست، بلکه مشکل عمده مسئله حد پایداری گذرا و
افت ولتاژ غیرمجاز است. به این معنی که برای حفظ پایداری شبکه و تثبیت سطح ولتاژ
مجاز، توان عبوری در سیستم انتقال باید محدود شود. درنتیجه این مشکل باعث می گردد
که ظرفیت بارپذیری (Load ability) خطوط، همراه با افزایش طول خطوط، شدیداً کاهش
یابد.
جهت
رفع نواقص فوق الذکر و افزایش بهره وری از سیستم های انتقال قدرت، راه حلهای موجود
عبارتند از:
-
اعمال تغییرات توپولوژیک مانند احداث خطوط جدید، تغییر قطر و تعداد هادیها در فاز
و یا نصب خازن سری
-
کاربرد خطوط انتقال (rect Current High Voltage
Di-)HVDC
-
کاربرد تجهیزات (mission System Flexible AC
Trans-)FACTS
این
راه حلها را باید از لحاظ:
- کنترل
سیلان قدرت در حالت دائم،
-
کنترل سیلان قدرت در بین دو حالت کاری متفاوت ، مثلاًکنترل اضافه با محتمل
تجهیزات به علت خروج یکی از تجهیزات
-
کنترل سیلان قدرت در حین شرایط دینامیک، گذار بررسی و مقایسه نمود[1].
موردی
را که این مقاله دنبال می کند،مورد اول یعنی کنترل پخش بار در حالت دائم است و
هدفی که از کنترل سیلان قدرت دارد این است که وضعیت موجود سیلان قدرت را در خطوط
انتقال، به گونه ای تغییر دهد که تلفات شبکه کاهش یابد. باتوجه به این موضوع ،
آلترناتیوهای مطرح عبارتند از کاربرد خطوط انتقال HVDC یا کاربرد تجهیزات EACTS خطوط HVDC معمولاً در فواصل انتقال بیش از km500 اقتصادی هستند. شبکه هدف در این مقاله، شبکه برق منطقه ای
تهران و خطوط رابط آن با نواحی مجاور است. بنابراین باتوجه به فواصل مطرح در این
شبکه، تنها مورد قابل قبول در جهت اهداف این مقاله، استفاده از تجهیزات FACTS است
تعداد مشاهده: 46 مشاهده
فرمت فایل دانلودی:.rar
فرمت فایل اصلی: doc
تعداد صفحات: 25
حجم فایل:26 کیلوبایت