بخشی از مقاله
چکیده
در یک سیستم قدرت پیشامدهای بسیاری ممکن است اتفاق بیافتند. این پیشامدها هر یک با درجه احتمال مشخص، میتوانند اثرات مختلفی را بر روی شبکه بگذارند. بنابراین لازم است که این پیشامدها مورد مطالعه قرار گیرند. این مقاله یک دیدگاه جدید به منظور مکانیابی بهینه کنترل کننده یکپارچه توان بهینه - OUPFC - با درنظر گرفتن پیشامد مرتبه اول با خروج خط ارائه میکند. تابع هدف حداقل کردن میانگین بارپذیری روی خطوط پربار انتخاب شده است. مساله بهینه سازی در قالب برنامه ریزی غیرخطی - NLP - با استفاده از نرم افزارهای MATLAB و GAMS بروی شبکه های استاندارد 14 و 30 شینه IEEE انجام شده است. در این دیدگاه مقایسه بین ادوات OUPFC و UPFC و همچنین رتبه بندی پیشامدها صورت گرفته است. نتایج شبیهسازی تاثیر دیدگاه پیشنهاد شده بر روی افزایش امنیت سیستم و کاهش میانگین بار پذیری تحت پیشامد مرتبه اول با خروج خط را نشان خواهد داد.
واژههای کلیدی: OUPFC، UPFC، پیشامد مرتبه اول، جایابی بهینه، رتبه بندی پیشامدها.
-1 مقدمه
بکارگیری ادواتFACTS1 در شبکههای قدرت جهت بهبود شاخصهای بهره برداری در چند سال اخیر رشد روز افزونی داشته است. تحقیقات انجام شده نشان داده که استفاده از ادوات FACTS سریع و پیوسته بوده و عملکرد قابل قبولی را نشان میدهند. عنصر 2 OUPFC از یک 3PST و یک 4 UPFC تشکیل شده که توسط دو ترانسفورماتور سه سیم پیچه به هم پیوند داده شدهاند. OUPFC توسط دکتر لشکرآرا معرفی گردیده و مطالعات استاتیکی [1] و دینامیکی [2] آن نیز توسط ایشان ارائه شده است. OUPFC عنصری انعطافپذیر بوده و دارای ویژگیها و خصایص منحصربه فردیمی باشد که عملکرد آن را در سیستم قدرت، در برابر دیگر ادوات FACTS، برجستهتر مینمایاند.
UPFC نیز یکی از قویترین جبرانسازهای سیستم قدرت است که از دو مبدل منبع ولتاژ که به صورت پشت به پشت توسط یک باس DC به هم وصل شده اند، تشکیل شده است. یکی از مبدل ها توسط یک ترانسفورماتور به صورت موازی و مبدل دیگر توسط یک ترانسفورماتور به صورت سری وصل میشود. UPFC به واسطه سیستم های کنترلی پیشرفته میتواند جبرانسازی موازی، سری و تغییر فاز خط انتقال را به صورت همزمان انجام دهد و بر هر سه پارامتر خط انتقال تاثیر بگذارد.[3]همچنین سیستمهای قدرت همواره در معرض پیشامدهای متعددی قرار دارند. این پیشامدها میتوانند اثرات مختلفی را بر روی شبکه بگذارند .
در این مقاله از میان پیشامدهای احتمالی، پیشامد مرتبه اول با خروج خط5که در آن خروج یک خط از سیستم مدنظر خواهد بود مورد توجه قرار گرفته است. روش بررسی پیشامد پس از انتخاب آن و تعیین تابع هدف مورد نظر، رتبه بندی پیشامدها6 بر اساس شدت آن میباشد. در این فضای عملیاتی یکی از وظایف اساسی اپراتورهای مرکز کنترل رتبه بندی این پیشامدها بر اساس میزان خطرناک بودن و نیز احتمال وقوع آنها میباشد. این کار باعث میشود که توجه اپراتور به اغتشاشات خطرناکتر جلب شده و در نتیجه روشهای پیشگیرانه و اصلاحی برای مقابله با این اغتشاشات اعمال گردد. یک برنامه ریزی خطی - LP - بر روی OPF برای کنترل FACTS تصحیحی به منظور جبران اضافه بار و تخطی ولتاژ با در نظر گرفتن پیشامدهای سیستم با استفاده ازUPFC در مرجع[4] بررسی شده است.
بررسی مکان مناسب UPFC برای بهبود امنیت سیستم تحت شرایط عادی و پیشامدهای سیستم با استفاده از روش فازی در مرجع[5] بیان شده است. مرجع[ 6] به تکنیکهای بهینه سازی تکاملی برای جایابی بهینه TCSC و تنظیم پارامترها تحت پیشامد خروج خط پرداخته است. مرجع[7] بررسی مکان بهینه STATCOM و SVC بر روی پایداری ولتاژ در شرایط پیشامدهای سیستم با استفاده از روش CPF میپردازد.در این مقاله عملکرد OUPFC با مکان یابی بهینه آن در کاهش میانگین بار پذیری روی خطوط پربار در شبکه های استاندارد 14 و30 شینه استاندارد IEEE ارزیابی شده و سپس با عنصر UPFC مقایسه شده است. در روند این مقاله ابتدا مدل OUPFC و UPFC ارائه شده، سپس فرمول بندی پخشتوان بیان میگردد. درادامه الگوریتم پیشنهادی برروی سیستم مطالعاتی 14 و 30 شین استاندارد IEEE انجام شده و نتایج بدست آمده مورد ارزیابی قرار خواهند گرفت.
-2 مدل OUPFC
شماتیک اصلی OUPFC در شکل - 1 - نشان داده شده است. مدل تزریق توان OUPFC نیز در شکل - 2 - نمایش داده شده است.PSS و QSS به ترتیب توانهای اکتیو و راکتیو تزریقی به شین i و PSR و QSR به ترتیب توان اکتیو و راکتیو تزریقی به شین jمیباشند. r شعاع محدوده عملکردی UPFC و ρ زاویه فاز UPFC میباشد. kنسبت تبدیل ولتاژ تزریقی PST ونیززاویه فاز PST است، XB راکتانس ترانسفورماتور تزریق، XS راکتانس خط انتقال، V i و iدامنه و زاویه ولتاژ در شین i ، V jو j دامنه و زاویه ولتاژ در شین j و bse برابر 1/ - XS+XB - میباشد.
-3 مدل UPFC
شماتیک اصلی UPFC در شکل - 3 - نشان داده شده است. مدل تزریق توان UPFC نیز همانند مدل تزریق توان OUPFC در شکل - 2 - میباشد.
