بخشی از مقاله
تعیین نقطه ی مانور بهینه در خطوط فشار متوسط توزیع با بهره گیری از سامانه GIS
چکیده
یکی از راهکارهای عمده و کارا جهت بهبود قابلیت اطمینان شبکههای توزیع انرژی الکتریکی، استفاده موثر از سکسیونرها و تعیین نقاط بهینهی مانور است. تعداد و مکان این نقاط تاثیر قابل ملاحظهای روی موقعیت عملیات مانور در شبکههای توزیع دارد و با تعیین محل مناسب این نقاط میتوان سطح قابلیت اطمینان، تلفات و پروفیل ولتاژ این بخش از سیستم قدرت را به طور قابل ملاحظهای بهبود بخشید. در این مقاله جایابی نقطهی بهینهی مانور از لحاظ کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ در بین چهار فیدر فشار متوسط از فیدرهای شرکت توزیع نیروی برق استان زنجان به نامهای کیلوس، نفت، پرسی گاز و الکترود که در چند نقطه با یکدیگر مانور شدهاند بررسی شد. برای این منظور ابتدا اطلاعات مربوط به این چهار فیدر از سامانه GIS استخراج و سپس گشتاور جریان و توان قسمت های مختلف آنها محاسبه شد. روش پیشنهادی مقاله بر روی چهار فیدرذکر شده اعمال گردید و نشان داده شد که نقطههای مانور موجود بین این چهار فیدر میبایست به نقاط دیگری انتقال یابد. در پایان بطور کلی چنین نتیجهگیری شد که با اعمال روش پیشنهادی مقاله تعیین نقطه بهینه مانور از لحاظ بهبود تلفات و پروفیل ولتاژ قابل دسترسی است.
1 مقدمه
امروزه در برنامهریزی سیستمهای توزیع، بهبود قابلیت اطمینان سرویسدهی به مشترکین، یک اصل مهم به شمار میرود. از آنجایی که سیستم توزیع دارای اجزای مختلفی مثل خطوط هوایی، کابلها، کلیدها، جداکننده ها، ترانسفورماتورها، خازنها و ادوات تنظیم ولتاژ تشکیل شده است، که هر کدام از این اجزا در معرض وقوع خطا و خرابی قرار دارند، بنابراین لازم است هر پیشامدی که منجر به وقفه در سرویسدهی به مشترکین و به دنبال آن تحمیل خسارت شود، مورد ارزیابی قرار گیرد .[1] شرکتهای توزیع همواره به دنبال روشهای مناسب جهت بهبود سطح قابلیت اطمینان شبکههای تحت بهرهبرداری خود هستند .به طور کلی تمامی راهکارهایی را که برای بهبود قابلیت اطمینان شبکههای توزیع وجود دارد را میتوان در دو دسته زیر تقسیم نمود:
• راهکارهایی با هدف کاهش تعداد دفعات خاموشی، یا به عبارتی کاهش نرخ خطای المانهای شبکه.
• راهکارهایی که کاهش مدت تداوم خاموشی مشترکین را دارد.
برای کاهش مدت زمان خاموشیها نیز راهکارهای متنوعی وجود دارد که موثرترین آنها نصب سکسیونرها روی فیدرهای توزیع و احداث خطوط ارتباطی موسوم به خطوط مانور میان فیدرهای شبکه است. هنگام وقوع خطا در یک فیدر توزیع پس از شناسایی و تعیین محل خطا، بخش آسیب دیده با استفاده از باز نمودن سکسیونرها از دیگر قسمتهای فیدر جدا میشود و بخشهای سالم فیدر از طریق بستن کلیدهای مانور توسط فیدرهای مجاور تغذیه میشوند که به مجموعهی این مراحل عملیات بازیابی بار گفته میشود. وجود سکسیونرها و نقاط مانور سبب شده است که بخشی از بارهایی که بر اثر وقوع خطا دچار خاموشی شدهاند را بتوان قبل از انجام تعمیرات در بخش آسیب دیده روشن نمود و از این طریق مدت تداوم خاموشیها در فیدرهای توزیع را کاهش داد .[1]
یکی از راهکارهای کاهش تلفات و همچنین بهبود پرفیل ولتاژ که در مقایسه با سایر روش ها دارای کارایی بیشتری بوده و نسبت سود آن به سرمایه گذاری اولیه ماکزیمم می باشد، تجدید آرایش یا بازآرایی شبکه توزیع می باشد. در این مقاله روشی برای تغییر نقاط بهینه تر مانور در فیدرهای فشار متوسط شبکه های توزیع با استفاده از سامانه GIS پیشنهاد شد و به عنوان مطالعه موردیوضعیت نقاط مانور چهار فیدر از فیدرهای شرکت توزیع نیروی برق استان زنجان مطالعه و ارزیابی شد و براساس محاسبات مربوط به گشتاور جریان و توان فیدرها نشان داده شد که برای بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات، نقطه مانور فیدرها می بایست جابجا شود.
-2 نقاط مانور
شبکه قدرت از سه بخش تولید، انتقال و توزیع تشکیل شده است و شبکه توزیع به آن بخش از سیستم قدرت گفته می شـود که از پست های فوق توزیع شروع شـده و تـا قبـل از کنتورهـای مشترکین ادامه می یابد. تداوم انرژی رسانی به مشترکین و ارائـه سرویس با کیفیت مناسب یکی از موارد مهمـی اسـت کـه مـورد توجه شرکتهای توزیع نیروی برق قرار گرفته است. گفتنی استکه ارائه سرویس مناسب به مشترکین باعث پوشش بارهـای مصـرف کنندگان و کاهش اعتراضات آنها شده و در نتیجه افزایش فـروش انرژی الکتریکی را به دنبال خواهد داشت. در صورت نیل به ایـن هدف، می توان گفت که بهره بـرداری از شـبکه توزیـع بـه نحـو مطلوب انجام شده است. باید توجه داشت که علاوه بـر سـرویس مناسب مشترکین، شبکه باید از نظر ولتاژ و میزان تلفات، در حد قابل قبول باشد. یکی از عوامل مهمی کـه باعـث بهبـود در بهـره برداری از شبکه های توزیع شده است تغییـر آرایـش مـی باشـد. تغییر آرایش در شبکه های توزیع به معنـی تغییـر سـاختار ایـن فیدرها است. اهداف مختلفـی در بحـث تغییـر آرایـش فیـدرهای توزیع مورد توجه است که از مهمترین آنها می تـوان بـه کـاهش تلفات، اصلاح پرفیل ولتاژ و بازیابی بار اشاره کـرد. تغییـر آرایـش در نقاط خاصی از شبکه توزیع انجام می شود، به عبارت دیگر در نقاطی از این شبکه ها کلیدهایی وجود دارند که در حالت عـادی باز هستند و در مواقع لزوم با بستن آنهـا، بخشـی از بارهـای هـر فیدر (یا همه آن) به فیدرهای مجاور منتقل می گردد. این نقـاط به نقاط مانور معروف هستند و به عملیاتی کـه منجـر بـه تغییـر آرایش فیدرها می شود، عملیات مـانور مـی گوینـد. از آنجائیکـه طراحی صحیح شبک های توزیع از عوامل مهم در بهـره بـرداری بهینه از آنهـا اسـت، تعیـین محـل پسـت هـا و مسـیر فیـدرها و همچنین محل نقاط مـانور از اهمیـت ویـژه ای برخـوردار اسـت، بطوریکه تعیین درست محل نقاط مانور باعث کاهش انرژی توزیع نشده و افزایش قابلیت اطمینـان شـده و بنـابراین بهـره بـرداری مطلوب از شبکه را به دنبال دارد.[2]
-3 بیان مسئله
ابتدا توسط سامانه GIS دیاگرام تک خطی فیدر موردنظر به همراه فیدرهایی که با فیـدر اصـلی مسـاله نقطـه مـانور داشـتند ترسیم و اطلاعات توصیفی پسـت هـای توزیـع، میـزان بـارگیری واقعی از پست ها، فواصل و نوع هادی ها استخراج شـد. سـپس بـا انجام محاسبات مربوطه، گشـتاور جریـان و تـوان هـر قسـمت از شبکه بدست آمد و با در نظر گرفتن سطح مقطـع یکسـان بـرای تمامی شبکه نتایج حاصله نرمالیزه شـد. بـا توجـه بـه مقایسـه ی گشتاور توان و ولتاژ بین دوفیدر نتیجه می شود که در حالت قطع بودن نقاط مانور اختلاف زیـادی بـین اعـداد دو فیـدر مـی باشـد بنابراین می توان با حرکت نقطه ی مـانور در سـمتی کـه گشـتاور بالایی دارد به نقطه ی بهینه دست یافت. در واقع در ایـن فرآینـد سعی بر این است تا با اسـتفاده از مـانور بـین دو فیـدر تلفـات را کاهش و ولتاژ تحویلی مشترکین را بهبود بخشید.
-4 داده های اساخراج شده از سامانه GIS
با استفاده از سامانه ی GIS اطلاعـات توصـیفی هـر کـدام از فیدرهای مورد مطالعه شامل اطلاعات توصیفی هادی ها، فواصل و ظرفیت پست هـا اسـتخراج و خلاصـه ی آن در جـدول ( 1) آورده شد. از آنجایی که نرمافزار GIS با نرمافـزار Billing ارتبـاط دارد درصد بارگیری پستها نیز قابل استحصال بود.
