بخشی از مقاله
چکیده
در سالهاي اخیر تمایل زیادي براي استفاده گستردهتر از واحدهاي تولیدات پراکنده1 در شبکههاي توزیع به وجود آمده که نیازمند روشهاي پخشبار جدیدي براي درك عملکرد سیستم میباشد. این مطالعه روشی مستقیم براي پخشبار شبکه فوق توزیع سه فاز متعادل را در حضور تولیدات پراکنده ارائه می کند. به خاطر ویژگی خاص این روش در استفاده از قوانین ساده جریان و ولتاژ کرشهف، دیگر نیازي به محاسبه وقتگیر ولتاژ شین ها از طریق تجزیه ماتریس ادمیتانس به دو ماتریس بالا مثلثی و پایین مثلثی - روش - LU و نیز جایگزین ماتریس ژاکوبین یا ماتریس ادمیتانسY، در
روشهاي رفت و برگشتی2 نمیباشد.
در این بررسی تولیدات پراکنده به صورت منابع کنترلکننده توان اکتیو و ولتاژ در هر شین مدلسازي میشود و تثبیت ولتاژ دراین شینها از طریق کنترل توان راکتیو تولید پراکنده انجام میپذیرد. براي اصلاح پخشبار در حضور تولیدات پراکنده، روشی ساده پیشنهاد شده است که بدون نیاز به الگوریتم پیچیده و زمانبر شمارهگذاري درختی جهت تشکیل ماتریس حساسیت براي محاسبه میزان توان راکتیو تزریقی، ماتریس حساسیت مستقیماً از ماتریس DLF شبکه که در واقع ارتباط بین جریان و ولتاژ شبکه است بهدست میآید. کلیه مدلسازيها در محیط نرمافزار MATLAB انجام شده است و نتایج پخشبار پیشنهادي براي دو شبکه 13و33 شینه با روش نیوتن رافسون مقایسه شده است.
-1 مقدمه
بسیاري از برنامههاي کاربردي Real time در اتوماسیون شبکههاي فوق توزیع مانند بهینهسازي شبکه، طراحی توان راکتیو، سوئیچزنی و ... نیازمند یک روش مؤثر و قوي براي پخشبار است. چنین روشهایی باید قادر به مدلکردن مشخصات سیستمهاي فوق توزیع باشند. مشخصات مهم سیستمهاي فوق توزیع عبارتند از:
-1 ساختار شعاعی و حلقوي ضعیف تعمیم پخشبار مستقیم سیستمهاي فوق توزیع در حضور تولیدات پراکنده
-2 استفاده از تولیدات پراکنده
-3 تعدد شاخهها و گرهها در شبکه توزیع چنین مشخصاتی سبب شده که پخشبارهاي متداول سیستمهاي انتقال مانند روشهاي گوسسایدل و نیوتنرافسون پاسخگوي محاسبات مورد نیاز در سیستمهاي توزیع نباشند، بنابراین الگوریتمهاي جدیدي به جز موارد بالا مورد نیاز است. برخی از روشهاي پخشبار سیستم توزیع بدون در نظر گرفتن اثر تولیدات پراکنده به شرح زیر است: در مراجع [1-2] الگوریتمی بر اساس استفاده از ماتریس ادمیتانس سیستم، مشابه روش تکراري نیوتنرافسون، ارائه شده است.
درمرجع [3]، پخشبار مستقیم براساس قوانین ولتاژ و جریان کرشهف براي شبکه شعاعی و حلقوي ضعیف آمده است. درمرجع [4] یک روش پخشبار رفت و برگشتی براي شبکههاي حلقوي ضعیف ارائه شده است که درنقاط شکست بجاي جریان تزریقی از توان اکتیو و راکتیو تزریقی استفاده میشود و حجم محاسبات را براي شینهاي PV به نصف میرساند. در این بررسی توان تزریقی از طریق ماتریس حساسیت محاسبه میشود و عناصر ماتریس با روش شمارهگذاري درختی1 براساس توپولوژي شبکه بهدست میآید که الگوریتم پیچیده و زمانبري دارد. روشهاي زیر براي پخشبار توزیع در حضور تولیدات پراکنده ارائه شده است:
در مراجع [5-6]، پخشبار اصلاح شده اي در حضور تولیدات پراکنده براساس ماتریس امپدانس نقطه شکست، پیشنهاد شده است. یک روش دیگر، پخشبار توزیع رفت و برگشتی در شبکه حلقوي ضعیف و شعاعی، براساس جریان تزریقی در شین PV میباشد .[7] مرجع [8] روش پخشبار مستقیم در حضور تولیدات پراکنده را از طریق تزریق جریان بیان میکند. دراین مقاله روش پخشبار مستقیم با حضور تولیدات پراکنده از طریق تزریق توان راکتیو پیشنهاد شده که در بخشهاي ذیل ارائه شده است.
ابتدا روش پخشبار مستقیم[3] براي شبکههاي توزیع بیان شده است. در بخش بعد نحوه محاسبه عناصر ماتریس حساسیت ارائه شده است [4]، در نهایت براي اصلاح پخشبار در حضور تولیدات پراکنده روشی ساده و بدون نیاز به الگوریتم پیچیده و زمانبر شمارهگذاري درختی پیشنهاد شده که در آن جهت محاسبه توان راکتیو تزریقی، ماتریس حساسیت مستقیماً از ماتریس DLF بهدست آمده در قسمت اول، استخراج گردیده است. در پایان نتایج شبیهسازي براي شبکههاي نمونه 13 و 33 ارائه شده است.
-2 الگوریتم پخشبار مستقیم
روش جدید پخشبار مستقیم برمبناي قانون جریان و ولتاژ کرشهف - KVL,KCL - بهدست آمده است. مراحل انجام پخشبار براساس دو ماتریس BIBC,BCBV و جریان تزریقی در ذیل بیان شده است.[3]
-1-2 استخراج ماتریسهاي BIBC,BCBV
یک سیستم توزیع نمونه در شکل - 1 - نشان داده شده است. رابطه بین جریان تزریقی و جریان شاخهها از قانون KCL بهدست میآید. براي مثال جریان شاخههاي B1, B3 ,B5 بر حسب جریان تزریقی در معادله - 1 - بیان میشود.
-2-2 روش حل پخشبار
همچنانکه در معادلات - 2 - و - 6 - دیده میشود، تغییرات ایجاد شده در جریان هر شاخه توسط تغییرات جریان تزریقی، مستقیماً از طریق ماتریس BIBC و همچنین تغییرات متناظر در ولتاژ شینها توسط جریانهاي شاخهها، از طریق ماتریس BCBV بهدست میآید. با ضرب ماتریسی BIBC,BCBV میتوان رابطه بین جریان تزریقی و ولتاژ شینها را به صورت زیر بهدست آورد.
