بخشی از مقاله
چکیده
در برنامهریزي و تنظیم تولید نیروگاهها در ساعات پیک شبکه سراسري برق، یکی از فاکتورهاي مهم، تلفات در ساعات پیک می باشد. با توجه به اینکه تلفات با مجذور توان انتقالی وابسته است، در نتیجه تلفات در ساعات پیک نیز بالاترین مقدار را به خود اختصاص میدهد.
گرچه محاسبه تلفات توان کاري است به ظاهر ساده، اما اگر مقادیر واقعی مقاومت هاديها و جریان فازها در محاسبات اعمال نگردد، مقدار تلفات توان نیز با دقت خوبی محاسبه نمیگردد و همین باعث بروز اشتباه در ارزیابی تلفات میگردد. با توجه به اینکه دیماند یا پیک مصرف برق دائماٌ در حال تغییر است، لذا تغییرات تلفات توان را نیز بهمراه دارد. لذا این پرسش مطرح میگردد:
پیک بار یا ماکزیمم مصرف چگونه باید اندازهگیري شود؟
گرچه لوازم و تجهیزات متعددي براي اندازهگیري دیماند مصرف برق وجود دارد ، اما در کلیه تجهیزات، اندازهگیري دیماند در یک برهه زمانی خاصی انجام میشود یا به عبارت دیگر میانگین انرژي در یک دوره زمانی مشخص - کعطص ئههطکصغع - به عنوان پیک بار اطلاق میشود. طبیعی است هر چه دوره میانگینگیري طولانیتر و تغییرات بار شدیدتر باشد، عددي که بعنوان پیک بار محاسبه میشود، داراي فاصله بیشتري با مقادیر پیک بار لحظهاي است که میتواند عاملی جهت افزایش تلفات توان گردد2]و.[3 در این مقاله پیک بار یک مشترك صنعتی واقع در شبکه برق تهران، با توجه به دورههاي مختلف زمانی اندازهگیري و مورد بحث و بررسی قرار میگیرد. نتایج نشان میدهد که با کاهش دوره زمانی از رقم 15 به دو دقیقه، دیماند مصرف 18 درصد و تلفات توان 42 درصد افزایش را نشان میدهد.
-1 مقدمه
پیک بار از پارامترهاي مهمی است که در برنامهریزي توسعهاي شبکههاي برقرسانی، طراحی تجهیزات، تنظیم تولید و مصرف، محاسبه تلفات در ساعات پیک بار، محاسبه ضریب بار و محاسبه ضریب تلفات دخالت دارد. طبیعی است در
تاثیر دوره زمانی اندازهگیري دیماند مصرف در مقدار تلفات توان صورتیکه این عامل با دقت مناسبی محاسبه نشود میتواند درنتایج محاسبات سیستم تأثیر منفی بگذارد.
اصولاٌ با تجهیزات مختلفی میتوان میزان ماکزیمم مصرف برق را در هر شبکه یا مشترك برق محاسبه نمود، اما طبیعتاٌ ممکن است این پرسش براي فرد پیش آید که نمونهبرداري اطلاعات باید چگونه باشد؟ یا بعبارت دیگر نمونهبرداري اطلاعات باید برمبناي ثانیه باشد؟ یا دقیقه و یا بیشتر؟ مسلماٌ هرچه دوره زمانی نمونهبرداري طولانیتر انتخاب شود، عددي که بعنوان پیک بار محاسبه میشود، کوچکتر خواهد شد. در صنعت برق ایران براي محاسبه ماکزیمم مصرف یا پیک بار از دیماندمتر با دوره زمانی 15 دقیقهاي استفاده میشود یا به عبارت دیگر میانگین توان لحظهاي در یک دوره 15 دقیقهاي بعنوان پیک بار منظور میگردد. طبیعی است در چنین شرایط رقمی که بعنوان پیک بار ثبت می شود، ماکزیممبار مصرفی آن دوره نمیباشد، بطوري که در بخشی از این زمان 15 دقیقهاي ممکن است کمتر و در بخشی دیگر بیشتر باشد. طبیعی است اگر رقم متوسط بعنوان پیک بار اطلاق گردد، تلفات توانی که از این طریق محاسبه میشود، کمتر از توانلحظهاي میباشد.
بنابراین یکی از عوامل بروز خطا در محاسبات تلفات انرژي در شبکههاي برقرسانی، روش محاسبه دیماند مصرف برق میباشد. ضمناٌ از آنجا که پیک بار در محاسبه ضریب بار و ضریب تلفات نیز دخالت دارد، مقادیر آنها را نیز دچار خطا میسازد.
-2 تداوم زمانی میانگینگیري
بار مصرفی مشترکین برق دائماٌ در حال تغییر است و هر چه اجزاي مصرفکننده بیشتر باشند، این تغییرات نیز شدیدتر است. در صنایع بزرگ که ماشینآلات الکتریکی متنوع و متعددي مورد استفاده قرار میگیرند مصرف برق را بیشتر
دچار تغییر میسازند، بطوریکه منحنی بار مصرفی آنها داراي فراز و نشیبهاي متعددي میباشد. حتی در زمان وقوع پیک بار که مصرفکنندگان بیشتري وارد مدار میشوند نیز مقدار مصرف ثابت نمیباشد. این تغییرات مصرف، سبب میشود تا پیک بار، ولتاژ شبکه و فرکانس نیز دچار تغییر شود.
طبیعی است در برنامهریزي تولید و مصرف، ملاك تعیین ظرفیت نیروگاهها یا تجهیزات، پیک بار میباشد. اما اگر پیک بار مشترکی در یک لحظه کوتاه یک ثانیهاي قدري افزایش یابد، این رقم نمیتواند ملاك کار باشد یا اگر در لحظه راهاندازي ماشینآلات جریان کششی از شبکه قدري افزایش یابد این رقم نمیتواند، معیاري براي تعیین ولتاژ خطوط یا ظرفیت ترانسفورماتورها باشد. این مطلب نشان میدهد گرچه تغییرات لحظهاي بار در برخی از مطالعات بسیار مهم است، اما به تنهائی نمیتواند معیار مناسبی جهت طراحی تجهیزات باشد. به همین دلیل در استانداردها و مراجع معتبر، تداوم زمانی تعیین دیماند تا 60 دقیقه پیشنهاد شده است.[3]
انتخاب دوره زمانی میانگینگیري - کعطص ئههطکصغع - پیک بار، تابعی از نوع مصرف میباشد. براي مشترکینی که داراي تغییرات شدید بار باشند دوره زمانی کوتاه مدت و براي مشترکینی که داراي تغییرات شدید بار نباشند، دوره زمانی بلند مدت میتواند ملاك کار قرار گیرد. علاوه بر آن در کشورهاي مختلف جهان بر حسب اینکه هدف از مطالعه تعیین دیماند مصرف براي فروش برق یا تعیین ظرفیت تجهیزات یا تنظیم تولید باشد، دوره زمانی میتواند ارقام مختلفی را به خود اختصاص دهد. بعبارت دیگر حتی براي یک مشترك مشخص چند نوع دیماند میتواند معرفی شود.
بعنوان مثال براي فروش برق میتوان از دیماند یک دقیقهاي و براي طراحی تجهیزات از دیماند 15 دقیقهاي استفاده نمود.
-3 بررسی نقش دوره زمانی در مقدار پیک بار
براي اینکه نقش دوره زمانی میانگینگیري در محاسبه دیماند مصرف با دقت بیشتري مورد مطالعه قرار گیرد، وضعیت بار مصرفی یک مشترك صنعتی مورد توجه و بررسی قرار میگیرد. جدول - - 1، اطلاعات بار مصرفی این مجتمع را
در یک دوره شصت دقیقهاي در هنگام وقوع پیک بار نشان میدهد. این اطلاعات توسط دستگاه ثبات زنسعخ1 ثبت گردیده است. از آنجا که حداقل دوره زمانی نمونهگیري این دستگاه دو دقیقه است، لذا نمونهگیري اطلاعات نیز دو دقیقهاي میباشد.[5]
جدول - - - 1 اطلاعات بار ساعتی در یک دوره 24 ساعته
در صورتیکه دوره میانگینگیري 2 یا 10 یا 30 و یا 60 دقیقه باشد، مقدار دیماند مصرف بصورت جدول - - 2 تغییر مینمایند. در این جدول، متوسط دیماند 14و 16 دقیقهاي به عنوان دیماند 15 دقیقهاي منظور گردیده است. همانطورکه این جدول نشان میدهد، درصورتیکه دوره زمانی انتخابی 2 یا60 دقیقه باشد، مقدار پیک مصرف از رقم 138/87 به 96/81 کیلووات کاهش مییابد که بیانگر 30 درصد کاهش پیک بار است. شکل - - 1 منحنی تغییرات پیک مصرف را بر حسب دوره زمانی میانگینگیري یا جکعطص ئههطکصغعض نشان میدهد.
همانطورکه ملاحظه میشود با افزایش دوره زمانی، مقدار پیک مصرف کاهش مییابد. درمواقعی که مصرف برق مشترك داراي تغییرات شدید باشد، فاصله مقادیر ماکزیمم و متوسط بیشتر میشود که عدم دقت در این امر میتواند مشکل ساز
باشد.
جدول - - - 2 رابطه پیک بار و دوره زمانی میانگینگیري
شکل - - - 1 منحنی تغییرات دیماند مصرف برحسب دوره زمانی
-4 محاسبه تلفاتتوان وانرژي
درشبکههاي برقرسانی تلفات توان تابعی از مجذور بار میباشد. چون توان مصرفی مشترکین برق دائماٌ درحال تغییر میباشد، تغییرات تلفات توان را نیز بهمراه دارد. درحالت کلی تلفات توان از رابطه زیر بدست میآید:
در این رابطه س ولتاژ خط برحسب کیلوولت و ب توان انتقالی بر حسب کیلووات و ل مقاومت هاديها براي کل طول خط برحسب اهم میباشند. در صورتیکه از تغییرات
