بخشی از مقاله
چکیده
استفاده از انواع مختلف عناصر FACTS که بر اساس تکنولوژي نیمه هادیها بنیان گذارده شدهاند، درشبکههاي مختلف و براي حل مسائل ناشی از تولید، انتقال و مصرف انرژي الکتریکی روز به روز در حال گسترش میباشد. مطالعه استفاده از این ادوات، در شبکه هاي قدرت به مطالعات پیچیده اي نیازمند است و بررسی هاي جامعی را می طلبد. در این خصوص باید نسبت به تشخیص مشکلات شبکه ، راه حلهاي ممکن، هدف از نصب و میزان کارایی و تأثیر این ادوات در پارامترهاي شبکه اقدام گردد.
دراین مقاله شبکه مورد مطالعه ، شبکه انتقال برق منطقهاي آذربایجان براي سال 1395 بوده و عنصر FACTS بکارگرفته شده از نوع کنترل کننده یکپارچه سیلان توان میباشد.در ابتدا به بررسی وضعیت شبکه و تنگناهاي آن پرداخته میشود. سپس مکان مناسب و مقدار ظرفیت عنصر بکاررفته، ازدیدگاه افزایش بارپذیري خطوط، اصلاح پروفیل ولتاژي شینه ها و میزان کاهش تلفات کل شبکه در حالت دائمی مورد بررسی قرارمی گیرد.
مقدمه
درشبکه هاي قدرت امروزي تولید کنندگان انرژي الکتریکی تمایل دارند که با کنترل سیلان توان در شبکه قدرت بخصوص خطوط انتقال نیرو بهترین استفاده را از ظرفیت شبکه موجود بعمل آورند. ظهور عناصر FACTS که بر اساس تکنولوژي نیمه هادیها بنا شده است این امکان را فراهم ساخته تا بتوان به این هدف دست یافت و توان و عملکرد سیستم را بهبود بخشید. مهمترین عنصر براي کنترل و جبرانسازي سیستم انتقال، با قدرت کنترل همزمان یا انتخابی تمام پارامترهاي انتقال - یعنی ولتاژ،امپدانس و زاویه فاز - کنترل کننده یکپارچهسیلان توان، میباشد. همچنین با به
کاربردن این عنصر میتوان به کنترل مسیرهاي عبور توان الکتریکی، افزایش ظرفیت توان در مسیرهاي پربار، بهبود قابل توجه پایداري و افزایش قابلیت اطمینان شبکه قدرت، ایجاد انعطاف بیشتر در جایابی نیروگاههاي جدید، تأمین خطوط ارتباط امن با شرکتها و مناطق همجوار، افزایش بهره گیري از کمترین هزینه تولید و... دست یافت. هرچند باید تأکید کرد. که در بسیاري از حالات افزایش ظرفیت شبکه قدرت،احداث خطوط جدید یا افزایش ظرفیت جریان و ولتاژ خطوط موجود در یک کریدور،ضرورت دارد.
روشها و شاخصهاي مختلفی از جمله ضریب حساسیت، مقادیر ویژه، مرتبه دوم، نزدیکی به ناپایداري ولتاژ، حد بارگذاري، نزدیکی به حداکثربارپذیري، تابع تست، دترمینال کاهش یافته و بردار تانژانت، براي ارزیابی شبکه هاي قدرت وجود دارد. هرکدام از این روشها داراي مزایا و دامنه کاربرد در انواع تحلیلها می باشند. با در اختیار داشتن حدود مجاز براي دو پارامتر اساسی توان انتقالی و سطح ولتاژ شینه در برنامه ریزي توسعه شبکه انتقال، وجود شاخصی که بتواند در بررسی نتایج تحلیل هاي پخش بار در حالات عادي و اضطراري کمک نماید لازم و ضروري می باشد.
بررسی منابع مختلف نشان می دهد که ارائه شاخصی یکسان امکان پذیر نبوده و عمدتاً از روش شاخص عملکرد براي ارزیابی نزدیکی به حداکثر بارپذیري و نزدیکی به ناپایداري ولتاژ استفاده می شود که در این مقاله به بررسی این دو شاخص و در هر مرحله به تحلیل و نتایج پخش بار پرداخته شده و تغییرات تلفات نیز به عنوان شاخص ارزیابی وضعیت شبکه در بهره برداري بلند مدت به شاخص هاي فوق اضافه می شود.
ابتدا به کمک نرم افزار تحلیل شبکه DIgSILENT مدل مناسبی براي شبیه سازي حالت استاتیکی UPFC انتخاب میشود. سپس با جایگذاري مدل در تمامی پستهاي انتقال شبکه ودر ابتدا و انتهاي هر خط 230 کیلوولت عملکرد حالت استاتیکی آن از نقطه نظر تأثیر بر ولتاژ باسهاي شبکه،توان عبوري از خطوط و تلفات مورد بررسی قرار میگیرد.
ساختار و نماي کلی UPFC
منبع ولتاژ متصل به ترانسفورمرسري قادر است با تزریق ولتاژي با زاویه و دامنه مناسب، توان اکتیو و رآکتیو عبوري از خط را کنترل کند.منبع ولتاژ متصل به ترانسفورمر موازي قادر است ولتاژ شینه متصل به آن را با تزریق توان رآکتیو کنترل کند.مبدل ایدهآل از طریق خازن جریان مستقیم، بصورتی است که توان اکتیو مبادله شده بین مبدل سري و سیستم قدرت برابر توان اکتیو مبادله شده بین سیستم قدرت و مبدل موازي باشد.
مبدلهایی که در این شبیه سازي به کار برده شده اند از نوع و با سطح ولتاژ 15,3 کیلولت میباشند. روش ورود مدل UPFC در معادلات پخش بار بر اساس کاربرد همان معادلات معمول بوده که نیاز به اصلاح ماتریس جاکوبین دارد. دراین مدل مقادیر UPFC در هریک از پله هاي تحلیل معلوم میباشد و هدف تعیین وضعیت شبکه قدرت پس از تنظیم این پارامتره است.
