بخشی از مقاله
چکیده:
جزیره ای شدن به شرایطی گفته میشود که یک قسمت از شبکهی الکتریکی توسط یک یا چند منبع، برقدار شود در حالیکه این قسمت از بقیهی سیستم الکتریکی جدا شده باشد. جزیره ای شدن شبکه برق را میتوان به دو گروه تقسیم بندی کرد : جزیرهای شدن ناخواسته و جزیرهای شدن عمدی.جزیرهای شدن ناخواسته مطلوب نیست چرا که ممکن است باعث تغییرات بزرگی در ولتاژ و فرکانس روی بخش جزیرهای شدهی شبکه گردد و تأمین برق مشتریان تحت شرایط غیر معمول انجام گیرد تا اینکه یا سیستم مختل شود یا تعادل بین تولید و مصرف ایجاد گردد.
همچنین جزیرهای شدن ناخواسته میتواند خطراتی را متوجه پرسنل بهره بردار شبکه کند. پس باید به موقع تشخیص داده شود.الگوریتم گئورتسل یک تکنیک پردازش سیگنال دیجیتال است. که یک ابزار کارامد برای ارزیابی تبدیل فوریه گسسته - DFT - را فراهم می اورد. ساختار ساده الگوریتم گئورتسل انرا به موردی ایده ال برای پروسسورهای کوچک تبدیل کرده است. در این مقاله یک روش جدید تشخیص جزیره ای براساس الگوریتم گئورتسل مطرح شده است. مزایای این روش نسبت به روش های دیگر تشخیص جزیره ای شدن اولا عدم تزریق هارمونیک به شبکه و ثانیا سرعت بالای تشخیص آن می باشد.
مقدمه:
امروزه به منظور مقابله با آلودگی محیطی واثرات مخرب ماندگار ناشی از سوختهای فسیلی، سیستم های توزیع پراکنده از منابع انرژی تجدید بذیر شامل انرژی باد،هیدروالکتریک،فتوولتاییک و... یکی از اصلی ترین منابع تولید توان می باشند .مهم ترین دلایل استفاده از توزیع پراکنده کیفیت توان بالا،بهره برداری موثر وایمنی زیاد است. جزیره ای شدن زمانی رخ می دهد که یک DG و قسمتی ازبارهای محلی ازشبکه اصلی جدا شوند. جزیره ای شدن به دو صورت عمدی و غیرعمدی می تواند رخ دهد .در این مقاله منظور ما از جزیره ای شدن،جزیره ای شدن غیر عمدی می باشد. جزیره ای شدن غیر عمدی می تواند پایین آمدن کیفیت توان شبکه،دخالت بی جا تجهیزات حفاظتی شبکه،آسیب به مصرف کننده و حتی خطر امنیت اشخاص را در پی داشته باشد. بنابراین تشخیص سریع و به موقع جزیره ای شدن برای ایمنی و عملکرد شبکه بسیار مهم است.
روشهای تشخیص جزیره ای به دو دسته ی اکتیو وپسیو دسته بندی می شوند. روش پسیو از یک ساختار تریب - لغزش - برای یک افت ولتاژ و بررسی تغییرات فرکانس و نشان دادن هارمونیک ولتاژ استفاده می کند. همچنین این روش مناطق بررسی نشده بزرگی دارد. روش اکتیو با ایجاد یک اختلال درجریان خروجی به وسیله تزریق سیگنال های اکتیو ،تغییرات اندازه،فرکانس یافاز Vpcc وقتی که جزیره ای شدن رخ می دهد رانشان می دهد .همچنین روش های اکتیو نسبت به پسیو مناطق بررسی نشده کوچکتری دارند .اما کیفیت توان شبکه را کاهش می دهند.
اما روش مورد نظرما در این مقاله اندازه گیری تغییرات امپدانس شبکه می باشد.سیستم توزیع پراکنده ،جریان خروجی بایک جریان هارمونیک کوچک به شبکه تزریق می کند.درحالتی که جزیره ای شدن رخ نمی دهد، تغییرمی کند.درنتیجه مولفه هارمونیک بر ظاهر می شود.
جدول1 زمان تشخیص روشهای شناسایی جزیره ای مرسوم را نشان می دهد.همانطور که مشاهده می شود روش های اکتیو از روشهای پسیو سریعترند با این حال تزریق جریان در روش های اکتیو سریع تر از روش های پسیو نیستند،که دلیل آنرا می توان زمان محاسبه هارمونیک طولانی بیان کرد.
جدول:1زمان تشخیص روشهای مرسوم
روش مورد نظر ما که در اینجا پیشنهاد شده به نوعی آشکار سازی امپدانس شبکه می باشد.این روش مولفه هامونیکی را به وسیله الگوریتم گئورتسل شناسایی و آشکار می کند.الگوریتم گئورتسل نوعی از تبدیل فوریه سریع - DFT - می باشد که می تواند اندازه و فاز فرکانس هارمونیک موردنظر را از سیگنال ورودی در کم ترین زمان محاسبه واستخراج کند.از مزایای این روش پیشنهاد شده می توان به قدرتمندبودن، قابلیت تشخیص سریع - کم تر از دوسیکل - و زمان هارمونیک کم اشاره کرد.
جدول:2حداکثر اعوجاج جریان هارمونیک
روشهای تشخیص جریره ای مرسوم به تغییرات ولتاژ،جریان و فرکانس شبکه واکنش نشان می دهند.بااین حال اگر در یک شبکه مناطق تشخیص داده نشده باشد،تشخیص شرایط جزیره ای تازمانیکه این پارامترها تغییرات کوچکی دارند، بسیار مشکل است.اما امپدانس شبکه در مناطق تشخیص داده نشده تاحد زیادی تغییر می کند. درروش تشخیص جزیره ای پیشنهاد شده ساختار تشخیص امپدانس شبکه به پارامترهای استفاده شده در روشهای پسیو مرسوم اضافه شده است وبنابراین می توان گفت روش پیشنهاد شده مناطق بررسی نشده ای باقی نمی گذارد.
جدول:3مقایسه چند عملیات
برای اثبات روش پیشنهاد شده ،از یک سیستم تهویه توان فتوولتاییک دو مرحله ای تکفاز - PV-PCS - متشکل از یک مبدل بوست ،یک اینورتر فول بریج ویک فیلتر LCL که به عنوان DG عمل می کند،استفاده می شود.
