بخشی از مقاله
خلاصه
قابلیت تبادل در سیستم قدرت تجدید ساختار یافته، مبنای تنظیم تبادلات توان بین نواحی را تشکیل می دهد. در این تحقیق به بررسی تاثیر نصب جبران کننده سری کنترل شونده با تریستور - TCSC - بر قابلیت تبادل در دسترس شبکه - ATC - در یک سیستم پرداخته شده است. شبکه های انتقال که وظیفه انجام تبادلات توان میان نقاط تولید و مصرف را بر عهده دارند، نقش مهمی در سیستم های قدرت ایفا مینمایند. شاخص قابلیت تبادل - TC - برای اطمینان از بهرهبرداری مناسب و ایمن شبکه انتقال و جلوگیری از بروز اضافه بارها یا افت ولتاژهای غیر مجاز در شبکه تعریف می گردد. قابلیت تبادل کلی - TTC - به عنوان شاخصی برای انجام تبادلات توان الکتریکی در شبکه انتقال به هم پیوسته استفاده می شود. هرچند این شاخص در شبکه های سنتی نیز بیشتر با در نظر گرفتن اهداف طراحی ارزیابی می شده است، اما انجام تجدید ساختار در صنعت برق و ظهور مفاهیمی از قبیل: حقوق فیزیکی انتقال، مدیریت ریسک انتقال و ... سبب شده است که تعیین دقیق مقدار قابلیت تبادل، به یکی از اطلاعات با ارزش برای بازیگران بازار از یک سو و برای طراحان و بهره برداران از سوی دیگر تبدیل شود. سیستم 24 باسه IEEE برای این تحقیق استفاده شده است.
کلمات کلیدی: جبران کننده سری کنترل شونده با تریستور ؛ قابلیت تبادل در دسترس شبکه ؛ شاخص قابلیت تبادل؛
مقدمه
ا در این فصل مقدمه¬ای بر تحقیقات صورت پذیرفته در تجزیه و تحلیل تاثیر نصب جبران کننده سری کنترل شونده با تریستور - TCSC - بر روی قابلیت تبادل در دسترس شبکه - ATC - در یک سیستم پرداخته شده است. با استفاده از سیستم های انتقال AC انعطاف پذیر FACTS - - می توان بدون احداث خطوط جدید از ظرفیت واقعی و موجود سیستم های انتقال بهره لازم را برد و به کمک این ادوات می توان به کنترل توان و افزایش ظرفیت قابل بهره برداری در سیستم نیز دست یافت. اولین بار مفهوم استفاده از سیستم های انتقال انعطاف پذیر در سال 1988 توسط نارین هینگورانی به منظور افزایش توان انتقالی در خطوط انتقال AC با تلفیق کنترل کننده های الکترونیک قدرت مطرح شد. با استفاده از این روش امکان دستیابی به تنظیم ولتاژ بهتر و قابلیت اطمینان مناسبتر بدون اضافه کردن خطوط جدید یا تغییر ساختار شبکه ایجاد گردیده است. در واقع خازن سری کنترل شونده با تریستور - TCSC - به علت مزایای زیاد و افزایش قابلیت اطمینان سیستم به عنوان رایج ترین ادوات FACTS در کنترل توان انتقالی محسوب میشود.
نحوه محاسبه TTC در شبکه
برای تعیین قابلیت تبادل، مدلسازی و شبیه سازی آثار تبادل توان بین دو ناحیه مختلف ضروری به نظر می رسد .این کار با شبیه سازی تبادل توان بین دو ناحیه صورت می پذیرد. به طور کلی، مراحل محاسبه قابلیت تبادل را می توان به صورت زیر دسته بندی نمود: ارائه مدل شبکه در حالت پایه × حالت پایه شبکه، وضعیتی از سیستم است که در آن تمام قیود در شبکه رعایت شده اند و سیستم پایدار است. تعیین ناحیه تولید و مصرف × از آنجا که قابلیت تبادل کمیتی جهت دار است ، برای محاسبه قابلیت تبادل بین دو ناحیه یا هر دو نقطه از شبکه باید ناحیه صادرکننده و ناحیه واردکننده مشخص شوند، سایر نواحی نیز به عنوان ناحیه بیرونی در نظر گرفته می شوند. تبادل توان در جهت مطلوب برای تعیین قابلیت تبادل باید توان مبادله شده بین دو ناحیه صادر کننده و ناحیه وارد کننده را تا آنجا افزایش داد که حداقل یکی از قیود فیزیکی شبکه نقض گردد - میزان تولید و مصرف در نواحی خارجی ثابت است - .
رسیدن شبکه به قیود آن این قیود شامل محدودیتهای در نظر گرفته شده برای محاسبه TTC در هر دو ناحیه وارد کننده و صادر کننده توان و همچنین قیود خطوط ارتباطی بین این دو ناحیه است. با استفاده از روش OPF می توان قابلیت تبادل توان بین دو ناحیه را تحت شرایط تعریف شده، تعیین نمود. در این روش سعی می شود به منظور افزایش تبادل توان بین نواحی صادرکننده و واردکننده پارامترهای کنترلی شبکه ، از جمله توان های حقیقی و موهومی ژنراتورها در ناحیه صادر کننده، توان مصرفی نقاط بار در ناحیه واردکننده، ولتاژ ژنراتورها، تپ ترانسفورماتورها، خازن های قابل کلید زنی و رآکتورها و همچنین جابه جا کننده های فاز در شبکه تعیین شوند ؛ ضمن آنکه قیود حاکم بر سیستم شامل حد حرارتی خطوط، ولتاژ شینها، حداکثر و حداقل توان تولیدی ژنراتورها و حد پایداری گذرا و ولتاژ رعایت شود. فرمولبندی ریاضی ارزیابی قابلیت تبادل کلی در شبکه، مبتنی بر روش OPF به صورت زیر است:
N مجموعه کل شینهای شبکهθو Yi j زاویه و اندازه المان i jدر ماتریسادمیتانس شبکه،jδדiو Vi زاویه واندازهولتاژ شین iام، P×Dj وQDj توان اکتیو و راکتیو مصرفی درشین iام، و PGi و QGj توان اکتیو و راکتیو تولیدی در شین iام می باشد. P×max× و Gi im n حد بیشینه و کمینه توان حقیقی تولیدی در شین i ام. P× max حد بیشینه وکمینه توان موهومی تولیدی در شین i ام.
و − توان ظاهری و توان ظاهری بیشینه عبوری از خط، j؛ iام، | | و | | − محدوده بالاو پایین اندازه ولتاژشین j ام می باشد.
محاسبات عددی نتایج
ع به منظور بررسی کارایی روش های پیشنهادی برای ارزیابی احتمالی×TTC×از سیستم 24 شینه استاندارد×I EEE× استفاده شده است. شکل 1-4 دیاگرام تک خطی این سیستم را نشان میدهد؟ این سیستم دارای 11 واحد نیروگاه بخار و 33 خط انتقال است. کل بار سیستم 2858 مگاوات و کل ظرفیت نصب شده 3405 مگاوات بوده و سایر اطلاعات در پیوست وجود دارد؟به منظور انجام مطالعات ارزیابی TTC، شبکه به دو ناحیه تقسیم شده که ناحیه 1به عنوان تغذیه کننده و ناحیه 2 به عنوان مصرف کننده در نظر گرفته شده است. در این شبکه بدون در نظر گرفتن احتمال خطا در تجهیزات، TTC بین دو ناحیه برابر 791 مگاوات است؟
