بخشی از مقاله
چکیده :
در این مقاله به بررسی تعین اندازه و محل بهینه SVC جهت جبران توان راکتیو با استفاده از الگوریتم PSO پرداخته شده است و با توجه به اینکه بار صنایع فولاد سازي،کوره هاي قوس الکتریکی و بارمصارف داخلیکارخانه هاي دیگر مجتمع، الکتروموتوريمی باشدکه از پست هايفرعی مختلف تغذیهمی شوند لذا با نصب دستگاه پاورآنالیزر در پست برقکوره هاي قوس الکتریکی و نیز پست برقفرعی یکی از واحد هاي مهم مجتمع فولادي که متشکل از الکتروموتورهاي فشار قوي هستند به تحلیل وضعیت کیفیت توان پرداخته شده وسپس جهت شبکه برق این واحد از مجتمع فولادي، مقدار بهینه SVC جهت جبران توان راکتیو و محل بهینه ایی، جهت قراردادن این سیستم جبرانساز نیز تعیین میشود .
-1مقدمه
مبحث کیفیت انرژي الکتریکی یا کیفیت توان یکی از موضوعاتی است که در سالیان اخیر بطور جدي مورد توجه بهره برداران و مصرف کنندگان شبکه هاي الکتریکی قرار گرفته است. تخمین زده می شود که خسارات ناشی از اغتشاشات کیفیت توان فقط در کشور امریکا همه ساله حدود 100 میلیارد دلار باشد. لذا سرمایه گذاري براي مقابله با این اغتشاشات بسیار کمتر از خسارات وارده می باشد. بدون شک کیفیت تولید انرژي الکتریکی در حال حاضر از گذشته بهتر می باشد. در ضمن شبکه هاي انتقال و توزیع نیز گسترده تر شده و از تکنولوژیهاي جدیدتر و قابل اعتمادتر بهره می برند. پس چرا مبحث کیفیت توان با اهمیت تر شده و امروزه بطور جدي تري دنبال شده و در مورد آن تحقیقات پردامنه صورت می پذیرد؟
در واقع جواب این مسئله را باید از دو جنبه مورد بررسی قرار داد. اولا پیشرفت تکنولوژي موجب شده است انواع بارهاي غیرخطی با ماهیت شکل موجهاي غیرسینوسی در شبکه پراکنده شوند. وجود این بارها موجب انحراف شکل موج از حالت نرمال سینوسی گردیده و اغتشاشات کیفیت توان را پدید می آورد. از طرف دیگر امروزه بسیاري از بارها توسط سیستمهاي حساس الکترونیکی و میکروپروسسوري کنترل می گردند. این سیستم ها به اغتشاشات مختلف موجود در شبکه حساس بوده و عملکرد آنها براحتی می تواند مختل گردد. همین اختلالات می توانند باعث خسارات هنگفتی گردند که در بالا به آن اشاره گردید.
بنابراین سرمایه گذاري و مطالعه براي بهبود کیفیت توان و جلوگیري از خسارات فوق الذکر امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته است و لذا در این راستا میبایستی اقدام به ارزیابی و کنترل کیفیت توان در شبکه سیستم قدرت نمود و پارامترهاي کیفیت توان شبکه سیستم قدرت در نقاطه ایی از شبکه تعیین و مورد بررسی قرار گرفته شود و از طرف دیگر آئین نامه تعرفه هاي تکمیلی برق، مشترکین را ملزم به رعایت جهت کاهش آلودگیهاي کیفیت توان ایجاد شده توسط آنها می نماید.
با توجه به اینکه امروزه اکثر مصرف کننده هاي الکتریکی و حتی انتقال دهنده هاي الکتریکی ، کم و بیش از نوع مصرف کننده هاي سلفی هستند که در راس آنها موتورهاي الکتریکی است . همچنین کابل ها نیز به دلیل طول بالاي آنها توان راکتیو بالایی را مصرف میکنند که با رشد روزافزون صنعت و ورود بارهاي غیر خطی سلفی این شرایط سخت تر گردیده است لذا سازمان هاي جهانی جهت کنترل توان راکتیو و کیفیت توان شبکه ، استاندارد هاي خاصی را وضع نموده و واحد هاي صنعتی را ملزم به رعایت آن نموده اند .
-2کیفیت توان
بحث کیفیت توان از ابتداي شناخت الکتریسیته مطرح بوده است اما آن چه که در گذشته به عنوان کیفیت برق در نظر گرفته می شد، به دلیل عدم حساسیت زیاد مصرف کننده ها، وصل یا قطعی آن ها بوده است. امروزه کیفیت برق از با رویکرد حفاظت محیط زیست و بهره گیري از انرژي هاي طبیعی واحد کاشان دانشگاه آزاد اسلامی واحد کاشان -اردیبهشت 96 اهمیت زیادي برخوردار شده است. این اهمیت را می توان ناشی از دلایلی مانند حساس بودن بیشتر بارهاي صنعتی، افزایش بارهاي خطی، افزایش استفاده از نیروگاههاي کوچک و مهمتر از همه افزایش هزینه هاي ناشی از عدم وجود آن، دانست لذا عدم وجود کیفیت توان، هر ساله هزینه هاي بسیاري را به مصرف کننده هاي بزرگ و کوچک تحمیل می کند.
براي نمونه، براثر این اغتشاشات سالانه بسیاري از لوازم خانگی در منازل دچار خسارت می شوند. درنتیجه شناسایی این اغتشاشات و کنترل آن ها می تواند از بسیاري خسارات جلوگیري کرده و در اصلاح الگوي مصرف، نقش به سزایی داشته باشد. اگرچه چند سالی است از بحث کیفیت توان در صنعت می گذرد ولی هنوز تعاریف استاندارد شده اي در بعضی زمینه ها وجود ندارد. در صورتی که تغییراتی در مشخصات ولتاژ و جریان در نقطه اي از شبکه باعث عملکرد ناخواسته یا بدعمل کردن یک دستگاه شود، کیفیت برق درآن نقطه دیگر مطلوب نخواهد بود.
این مشخصات می تواند شامل فرکانس، مقدار موثر، مقدار لحظه اي و ... باشد. لبراساس تعریف فوق می توان دریافت که بحث کیفیت برق کاملا بستگی به مصرف کننده، تجهیزات آن و میزان حساسیت آن ها به پارامترهاي ولتاژ و جریان دارد .براساس استاندارد 1159غغغع اغتشاشات کیفیت توان به هفت گروه گذراها، تغییرات طولانی مدت ولتاژ، تغییرات کوتاه مدت ولتاژ، اعوجاج هاي شکل موج، نامتعادلی ولتاژ، فلیکر و تغییرات فرکانس دسته بندي شده است .
-3کیفیت توان در مجتمع فولادي
تقاضا براي افزایش تولید فولاد و تاثیر این صنعت بر شبکه برق و بدنبال آن افزایش هزینه انرژي موجب گردیده که ساخت جبران کننده هاي توان راکتیو به عنوان یک راه حل مفید در صنعت فولاد مد نظر قرار گیرد . در یک پروسه ذوب فولاد مدرن و با بهره بالا ، تقاضاي داشتن ولتاژ ثابت براي کوره هاي قوس الکتریکی وجود دارد لذا یک سیستم جبرانساز یا هبح میتواند تغییرات ولتاژ یک کوره قوس را به حداقل برساند .
اثرات مفید سیستم هاي جبرانساز یا هبح در کارخانه هاي ذوب فولاد بصورت زیر خلاصه می شود -1 افزایش سطح ولتاژ در محل تغذیه کوره -2 کاهش زمان ذوب -3 افزایش تولید فولاد -4 متعادل نمودن جریان هاي کوره قوس الکتریکی -5 افزایش طول عمر الکترود -6 کاهش تلفات انرژي و هزینه هاي انرژي -7 کاهش مصرف مواد نسوز و افزایش عمر نسوز -8 بهبود ضریب قدرت -9 استفاده بهینه از منابع قدرت موجود -10 عدم پرداخت جریمه ضریب قدرت -11 کاهش فلیکر یک سیستم جبرانساز میتواند ولتاژ باس تغذیه کوره را ثابت نگه دارد که این عامل موجب کاهش زمان ذوب و افزایش تولید می شود . همچنین سیستم جبرانساز - هبح ض موجب کاهش توقفات تولید نیز خواهد شد . کوره قوس الکتریکی توسط یک واحد هبح تثبیت گردیده و این عامل اثر مثبت خود را در کاهش مصرف الکترود ، تلفات حرارتی و افزایش
