بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله از منطق فازي براي تشخیص جزیره شدن استفاده شده است. پارامترهاي مناسب براي روش ارائه شده با مطالعه گسترده بر روي رفتار سیستم قدرت در شرایط مختلف برگزیره شده اند. با توجه به ساختار شبکه و پارامترهاي منتخب، تابعهاي عضویت فازي و قوانین فازي ساخته شده اند. روش پیشنهادي در محیط نرم افزار آزمایش شده است. نتایج بر کارایی تکنیک ارائه شده تاکید میکنند.
-1 مقدمه
امروزه، بهره برداري از تکنولوژي هاي تولید پراکنده در حال گسترش است [1] و .[2] مزایاي زیست حیطی، تکنیکی و اقتصادي تولید پراکنده دلایل اصلی گسترش به کار گیري تولید پراکنده است. با وجود اینکه تولید پراکنده تاثیرات خوبی بر
روي شبکه قدرت دارد، اثرات نامطلوبی نیز دارد. یکی از مهمترین چالشهاي حضور تولید پراکنده در شبکه قدرت حالت جزیره cm ٥/٢ شدن است
جزیره شدن به حالتی گفته میشود که در آن بخشی از شبکه قدرت که داراي تولید پراکنده است از نظر الکتریکی از مابقی شبکه برق جدا شود. در این حالت ناحیه جزیره شده توسط تولید پراکنده برق دار باقی میماند که این شرایط میتواند مشکلات حفاظتی و ایمنی را ایجاد کند. چپ بنابراین براي بهره برداري از تولید پراکنده در شبکه برق تشخیص جزیره شدن مهم و ضروري است که در این ارتباط استاندارهایی تهیه شده است
در حالت کلی روشهاي تشخیص جزیره شدن را میتوان به دو دسته تقسیم کرد : تکنیکهاي مخابراتی و تکنیکهاي محلی. تکنیکهاي محلی را نیز میتوان به سه گروه روشهاي پسیو، روشهاي اکتیو و روشهاي ترکیبی و جدید دسته بندي کرد. تکنیکهاي مخابراتی یا راه دور بر پایه ارتباط بین سیستم تولید پراکنده و شبکه است که داراي قابلیت اطمینان بالا هستند ولی به دلیل نیاز داشتن به دستگههاي خاص گران هستند
تکنیکهاي محلی بر اساس اندازه گیري و کنترل پارامترها در نقطه اتصال مشترك است. مهمترین مشکل روشهاي محلی ناحیه غیر قابل تشخیص است. ناحیه غیر قابل تشخیص به ناحیهاي گفته میشود که در آن روش قادر به تشخیص صحیح جزیره شدن نیست.
روشهاي پسیو پارامترهاي شبکه را در نقطه اتصال مشترك اندازه گیري میکنند و با حالتهاي استاندارد تعیین شده مقایسه میکنند؛ اگر مقادیر پارامترها از حدود مشخص شده تجاوز کرد حالت جزیره شدن رخ داده است. هرچند که روشهاي پسیو سریع هستند و اغتشاشی به شبکه وارد نمیکنند، اما داراي ناحیه غیر قابل تشخیص بزرگی هستند. روشهاي حفاظت فرکانس کم یا زیاد ، حفاظت ولتاژ کم یا زیاد ، نرخ تغییرات فرکانس همگی نمونههایی از روش پسیو هستند
معمولا روشهاي اکتیو براي تکنولوژيهاي تولید پراکنده که توسط اینورتر به شبکه متصل میشوند طراحی شده اند. در این روشها غالبا یک سیگنال اغتشاش به سیستم تزریق شده و اثرش مشاهده میشود. در حالت متصل به شبکه، اغتشاش تاثیر زیادي بر پارامترهاي شبکه ندارد ولی در حالت جزیره شده باعث تغییرات قابل توجه در پارامترهاي شبکه میشود و از این طریق جزیره شدن تشخیص داده میشود. روشهاي اکتیو ناحیه غیر قابل تشخیص کوچکتري نسبت به روشهاي پسیو دارند اما به دلیل تزریق اغتشاش به شبکه، اثر نامطلوب بر روي کیفیت توان دارند. نمونهاي از روش هاي اکتیو روش جابجایی فاز یا فرکانس است
در روشهاي ترکیبی از هر دو روش پسیو و اکتیو استفاده میشود. در این روشها معمولا احتمال جزیره شدن توسط یکی از تکنیکهاي پسیو تشخیص داده میشود و سپس جهت تعیین دقیق موقعیت روش اکتیوي وارد عمل میشود. این دسته از روشهاي تشخیص جزیره شدن ناحیه غیر قابل تشخیص کوچکی دارند و یا بدون ناحیه غیر قابل تشخیص هستند.
همچنین به دلیل آنکه سیگنال اغتشاش به صورت مداوم به شبکه تزریق نمیشود اثر مخرب کمتري بر کیفیت توان دارند.
سایر روشهاي جدید تشخیص جزیره شدن از ابزارهایی نظیر شبکه عصبی و منطق فازي استفاده میکنند. براي نمونه از روشهاي ترکیبی و جدید می توان تکنیکهاي تبدیل و روش مبتنی بر قانون فازي را نام برد
در این مقاله براي تشخیص جزیره شدن از روش مبتنی بر قانون فازي بهره گرفته شده است که اغتشاشی به شبکه وارد نمیکند و نتایج شبیه سازي نشان میدهد که روش پیشنهادي در حالیکه مشخصات بار به خروجی تولید پراکنده نزدیک است به خوبی میتواند جزیره شدن را تشخیص دهد. وروديهاي مناسب براي کنترلگر فازي نقش مهمی در کارایی روش دارند.
پارامترهاي منتخب با مطالعه گسترده بر روي رفتار شبکه در شرایط مختلف انتخاب شده اند و توابع عضویت فازي و قوانین فازي بر اساس این پارامترها شکل گرفته اند.
ساختار ادامه مقاله به این ترتیب است که در بخش 2 تابعهاي عضویت فازي و قوانین فازي تعریف میشود. شبکهاي که روش پیشنهادي بر روي آن آزمایش شده است در بخش 3 توصیف شده است و نتایج شبیه سازي و حالتهاي مختلف شبیه سازي که نمایانگر قابلیتهاي روش پیشنهادي است در بخش 4 مطرح شده اند و در پایان نتیجه گیري به همراه برخی ویژگیهاي برتر روش ارائه شده در بخش 5 نگارش شده است..
-2 قوانین فازي
شکل 1 نمایانگر سیستم تحت مطالعه است. پارامترهاي ورودي و توابع عضویت فازي با مطالعه وسیع بر روي رفتار شبکه شبیه سازي شده تحت شرایط و بارهاي مختلف انتخاب شده اند. مولفه منفی ولتاژ و مولفههاي منفی و صفر جریان به عنوان وروديهاي کنترلگر فازي انتخاب شده اند.
تابع عضویت ذوزنقهاي براي وروديهاي کنترلگر فازي انتخاب شده است و براي خروجی، تابع عضویت هلالی در نظر گرفته شده است.
شکل :1 سیستم قدرت تحت مطالعه
در توابع فازي بالا ذگ، لگ، صگ و لا به ترتیب مولفه منفی ولتاژ، مولفه منفی جریان، مولفه صفر جریان و خروجی کنترلگر فازي هستند. مولفههاي ولتاژ و جریان از ولتاژ و جریان سه فاز پریونیت محاسبه شدهاند که روابط زیر نحوه محاسبه مولفهها را نشان میدهند:
