بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
چكيده
سيستمهاي قدرت بطور پيوسته در معرض اختلالات كوچك يا بزرگ قرار دارند . وقوع اختلال در سيستم قدرت باعث تحريك مودهاي سيستم از جمله مودهاي الكترو مكانيكي شده و در نتيجه كميتهاي كار سيستم دچار نوسانات گذرا مي شوند . اين نوسانات ، به نوسانات كم فركانس مشهورند . مستهلك شدن اين نوسانات و مستقر شدن سيستم در نقطه كار جديد ، مستلزم وجود ميرايي كافي در سيستم قدرت است . عوامل مختلفي بر ميرايي نوسانات مود الكترومكانيكي يك سيستم قدرت مؤثر هستند كه يكي از مهمترين آنها پاسخ بارهاي سيستم به اختلال است . بكارگيري مدلهاي مناسب بار مي تواند در مطالعات پايداري تأثير مهمي داشته باشد . بارهايي كه به اختلال بطور استاتيك پاسخ مي دهند ،بايد با مدلهاي استاتيكي مناسب نمايش داده شود و بارهايي كه در پي وقوع اختلال
اسلاید 2 :
داراي رفتار ديناميكي هستند نيز بايد با مدلهاي ديناميكي مناسب همراه با پارامترهاي صحيح مدل شوند . نشان دادن اهميت و تأثير مدل بار و پارامتر هاي آن روي نتيجه مطالعات پايداري سنكرون اختلال كوچك ، موضوع اين پروژه مي باشد . به اين منظور ، ارتباط متقابل بارو سيستم در پريودهاي گذاري ناشي از اختلالهاي كوچك مدل مي شود. جهت بررسي اين ارتباط متقابل به عنوان نمونه دو نوع بار ديناميكي مهم يعني بار ديناميكي وابسته به ولتاژ و مدل بار موتور القايي معرفي و توابع انتقال اين دو نوع بار بدست مي آيد . همچنين مدل سيستم قدرت تك ماشين به باس بينهايت ارائه و توابع انتقال اين سيستم نيز استخراج مي گردد . با توجه به اينكه هدف اين پروژه بررسي جامع نقش مدل بار و پارامترهاي آن است ، نقش پارامتر هاي دو مدل بار ذكر شده است. استفاده از انواع روشهاي تحليل پاسخ فركانسي، شبيه سازي زماني و بهره برداري از توانايي هاي هر كدام جهت تكميل مطلب هدف پايان نامه و تحليل فيزيكي حاصل شبيه سازي براي سيستم قدرت تك ماشين به باس بينهايت ، از ويژگيهاي خاص اين پروژه است.
اسلاید 3 :
فصل اول
مقدمه
نوسانات مود الكترومكانيكي پديده اي ذاتي در سيستمهاي قدرت مي باشد كه عواملي همچون شرايط كار ، مشخصه هاي بار ، امپدانس خطوط ارتباطي ، ميزان انتقال توان الكتريكي از خطوط ، خازنهاي سري و تنظيم كننده هاي ولتاژ در كاهش يا افزايش دامنه اين نوسانات موثر هستند. هرگاه اختلالي در سيستم قدرت واقع شود ، اين نوسانات ، در نتيجه رفتار ديناميكي سيستم در انتقال از نقطه كار قبل از اختلال به نقطه كار ماندگار پس از اختلال ، حاصل مي شوند. نوسانات مود الكترومكانيكي ، مربوط به نوسان رتور ماشين هاي سنكرون سيستم نسبت به هم مي باشد. با توجه به اينكه فركانس اين نوسانات در دامنه 2-1/0 هرتز است ، به آن نوسانات فركانس پايين گفته مي شود. در صورتي كه مودهاي
اسلاید 4 :
زاز شبكه كه از هم فاصله دارند نوسان كننند. فركانس اين نوع از نوسانات در حدود 1-1/0 هرتز مي باشد.
وجود نوسانات دائمي در سيستم قدرت ا ديدگاه توليد كننده و مصرف كننده يك امر نامطلوب است . بنابراين نوسانات ايجاد شده در سيستم بايد به سرعت ميرا گردد.
تحليل پايداري سيستمهاي قدرت و تعيين ميزان ميرايي نوسانات و در صورت لزوم بكارگيري كنترل كننده هاي مناسب جهت افزايش كوپل ميرا كننده،مستلزم مدل كردن اجزاي سيستم قدرت است . يكي از مهمترين اجزاي يك سيستم قدرت ، ژنراتورها هستند. از آنجاييكه در گذشته ، مقوله پايداري فقط در ارتباط با سنكرونيزم ماشين هاي سنكرون مورد بررسي قرار مي گرفت ، لذا بيشترين تأكيد روي نمايش دقيق ژنراتورها و كنترل كننده هاي آنها قرار داشت . اهميت مسئله پايداري ولتاژ و نقشي را كه ديناميكهاي بار در آن ايفا مي كنند مدلسازي بارهاي سيستم قدرت را بيش از پيش مورد توجه قرار داده است.
1-3- ساختار پايان نامه
پايان نامه حاضر درپنج فصل تدوين شده است . خلاصه اي از مطالب هر فصل به شرح زير است.
اسلاید 5 :
* فصل اول
در اين فصل ضمن معرفي مسئله مورد بررسي ، كارهاي انجام شده قبلي و ساختار پايان نامه ارائه مي شود.
* فصل دوم
در اين فصل انواع پايداري مانند پايداري زاويه اي رتور و پايداري ولتاژ معرفي مي شوند. در ادامه اين فصل عوامل مؤثر در ميرايي نوسانات سيستم قدرت معرفي و در مورد اهميت و نقش هر يك بحث مي گردد.
* فصل سوم
در اين فصل نخست ضرورت مدلسازي صحيح بار مورد تأكيد قرار مي گيرد. سپس انواع مختلف مدلهاي استاتيكي بار بطور خلاصه بيان مي شوند. در ادامه ، يكي از مدلهاي ديناميكي مشهور بار تحت عنوان مدل ديناميكي مرتبه اول وابسته به ولتاژ ارائه و تابع انتقال آن بدست مي آيد. سپس مدل مهم ديگر يعني مدل مرتبه سوم موتور القايي ارائه و توابع انتقال مربوط به آن كه در فصلهاي بعد مورد استفاده قرار مي گيرند ، آورده مي شود.
* فصل چهارم
در اين فصل ، ابتدا مدل اجزاي يك سيستم قدرت از قبيل توربين ، گاورنر سرعت ، ژنراتور سنكرون، سيستم تحريك و تنظيم كننده ولتاژ بطور خلاصه مرور شده واز آنجائيكه سيستم قدرت تك ماشين به باس بينهايت يكي از سيستمهاي مورد بررسي اين پروژه است لذا مدلسازي آن در ادامه اين فصل انجام مي شود. در انتهاي اين فصل
اسلاید 6 :
روندي ارائه خواهد شد كه توسط آن توابع انتقال سيستم قدرت كه خروجيهاي اندازه و زاويه ولتاژ در هر نقطه از سيستم را به وروديهاي بارهاي حقيقي و راكتيو در هر نقطه از سيستم ربط مي دهند، بدست مي آيند.
* فصل پنجم
در اين فصل با استفاده از مدلهاي بار و سيستم كه در فصل هاي سوم و چهارم بدست آمده اند ، تأثير پارامترهاي آنها بر روي ميرايي نوسانات الكترومكانيكي يك سيستم قدرت تك ماشين به باس بينهايت مورد بررسي قرار مي گيرد. شبيه سازيهاي انجام شده در اين فصل در دو حوزه فركانس و زمان انجام شده است.
اسلاید 7 :
فصل دوم
عوامل موثر در ميرايي نوسانات سيستم هاي قدرت
در اين فصل ابتدا مفهوم پايداري سيستمهای قدرت ارائه خواهد شد. سپس انواع پايداري از قبيل پايداري ولتاژ و پايداري زاويه اي رتور از نقطه نظر اختلال كوچك و بزرگ مورد بررسي قرار مي گيرد. در ادامه اين فصل به بحث پيرامون انواع مولفه هاي ميرايي در سيستم قدرت پرداخته مي شود.
2-2- تعريف پايداري
پايداري سيستم قدرت به خاصيتي از سيستم قدرت گفته مي شود كه سيستم را در شرايط عادي در يك نقطه تعادل نگه دارد و در صورتي كه سيستم در معرض يك اختلال قرار گرفت آنرا به يك نقطه تعادل قابل قبول برساند.
در ابتدا مسائل پايداري مربوط به نيروگاه هاي آبي مي شد كه از راه دور و از طريق خطوط انتقال طولاني ، مراكز بار شهري را تغذيه مي كردند. اين سيستمها نزديك به
اسلاید 8 :
مي نمايد. سيستم بايد قادر باشد كه تحت اين حالت، عملكرد قابل قبولي داشته باشد و بتواند حداكثر مقدار بار را تأمين نمايد همچنين بايد بتواند در مقابل اختلال هاي سخت از قبيل اتصال كوتاه يك خط انتقال، از دست دادن يك ژنراتور با بار بزرگ و يا از دست دادن خط ارتباطي بين دو زير سيستم ، پايدار باقي بماند.
2-3- انواع پايداري
معمولاً مسائل پايداري بر اساس دو معيار طبيعت فيزيكي ناپايداري و اندازه اختلال موجود طبقه بندي مي شوند. با توجه به طبيعت فيزيكي ناپايداري دو نوع پايداري قابل بررسي است : پايداري ولتاژ و پايداري زاويه اي رتور .
پايداري ولتاژ عبارت است از توانايي سيستم قدرت براي حفظ ولتاژ ماندگار قابل قبول در تمام شينهاي سيستم در شرايط عادي عملكرد و بعد از اينكه تحت يك اختلال قرار گرفت . زماني كه حضور اختلال ،افزايش تقاضاي بار ، با تغيير در وضعيت سيستم باعث افت فزاينده و غير قابل كنترل در ولتاژ گردد سيستم وارد حالت ناپايداري ولتاژ مي گردد . دليل اصلي ناپايداري ، عدم توانايي سيستم قدرت در تأمين توان راكتيو مورد تقاضاست. دليل اصلي اين امر معمولاً افت ولتاژيست كه به هنگام عبور توان حقيقي و راكتيو از راكتانسهاي خطوط انتقال ايجاد مي شود.
يكي از معيارهاي پايداري ولتاژ آنست كه در هر وضعيت كاري خاص ، در هر شين سيستم و در زماني كه توان راكتيو تزريق شده به آن شين افزايش مي يابد ، دامنه ولتاژ نيز
اسلاید 9 :
افزايش يابد. سيستم از ديد ولتاژ ناپايدار است اگر حداقل براي يك شين سيستم ، افزايش توان راكتيو تزريقي به آن باعث كاهش دامنه ولتاژ آن شود. به عبارت ديگر سيستمي از نظر ولتاژ پايدار است كه حساسيت V-Q در آن براي هر شين مثبت باشد و ناپايدار است اگر اين حساسيت حداقل براي يك شين منفي شود.
پايداري زاويه اي رتور ، توانايي ماشين هاي بهم پيوسته سنكرون يك سيستم قدرت است كه در حالت سنكرون با يكديگر باقي بمانند.
با توجه به ميزان اختلال نيز پايداري به دو دسته پايداري گذرا و پايداري سيگنال كوچك طبقه بندي مي شود. پايداري گذرا به قابليت سيستم در رسيدن به يك نقطه كار ماندگار قابل قبول ، پس از يك اختلال شديد مانند اتصال كوتاه و يا از دست رفتن ژنراتور گفته مي شود . تحت اين شرايط ، مدل خطي شده سيستم قدرت اعتبار ندارد و لازم است از معادلات غير خطي در تحليل پايداري استفاده شود.
پايداري سيگنال كوچك به توانايي سيستم در رسيدن به يك نقطه كار ماندگار ، پس از يك اختلال كوچك گفته مي شود . در اين نوع پايداري از معادلات خطي شده براي بيان ديناميكهاي سيستم قدرت استفاهد مي شود.
پايداري ولتاژ سيگنال كوچك مربوط به توانايي سيستم در كنترل ولتاژ به دنبال وقوع اختلالات كوچك مانند تغييرات كوچك در بار سيستم بوده و پايداري ولتاژ گذرا مربوط
اسلاید 10 :
تغيير مي شود بگونه اي كه نقطه كار حالت ماندگار سيستم بعد از اختلال ، با نقطه كار قبل از اختلال متفاوت است.
2-4-1- عوامل مؤثر در ميرايي نوسانات سيستم قدرت
اين عوامل به قرار زيرند:
* ميرايي ناشي از مشخصه هاي گشتاور توربين - ژنراتور بر حسب سرعت
* ميرايي ناشي از جريان سيم پيچهاي ميرا كننده رتور .
* ميرايي ( و يا ميرايي منفي) ناشي از عملكرد سيستم تحريكي كه مي تواند شامل پايدار ساز سيستم قدرت (pss) باشد.
* ميرايي (ويا ميرايي منفي) ناشي از تنظيم سرعت
* ميرايي حاصل از بخار در توربينهاي بخار
* ميرايي ناشي از كشش و تنش محور هاي توربين - ژنراتور حاصل از نوسانات پيچشي [1]
* تلفات گذراي مربوط به شبكه و استاتور ژنراتور در طي يك اختلال گذرا.
* ميرايي ناشي از مشخصه هاي بار
مدلسازي انواع ميراييهاي فيزيكي فوق به نوع مطالعه بستگي دارد. بطوريكه در بعضي از مطالعات پايداري از برخي انواع ميرايي صرف نظر مي شود.
