بخشی از مقاله
خلاصه
اپراتورهای شبکه در کشورهای صنعتی مسئول عملیات شبکه در شرایط حالت پایدار و گذرا میباشند و درحال تدوین کدهایی هستند تا در هنگام اتصال کوتاه درشبکه، توربینهای بادی که شبکه را تغذیه میکنند به عملکرد خود ادامه دهند و افت ولتاژ معینی را برای زمان معینی تحمل کنند که این ملزومات به ملزومات - - FRT یا ملزومات گذر از ولتاژ پایین - LVRT - معروف هستند که توسط یک مشخصه ولتاژ در مقابل زمان شرح داده میشوند و شامل بازیابی سریع توان حقیقی و غیرحقیقی خروجی به مقادیر قبل از خطا، بعد از اینکه ولتاژ سیستم به عملکرد عادی بازگشت است.
در کشورهایی که انرژی باد در آن نفوذ زیادی یافته است، الزاماتی برای مزارع بادی در مسائل مربوط به شبکه قدرت وجود دارد و از الزامات تعیین شده در این شبکهها، قابلیت عملکرد ژنراتور در طول خطاست. کشورهای مختلف کدهای منحصر به فرد خود را دارند که محدودیتهای مختلفی را برای عملکرد عادی وعملکرد در شرایط مختلف خطای سیستم را وضع کردهاند که ما در این مقاله آنها را ارائه میدهیم و در این بین FRT بعنوان ضروریترین الزامات موجود در استمرار اتصال توربین بادی برای استناد طراحان و مهندسان تمام شبکهها معرفی شده است.
.1 مقدمه
برخلاف نیروگاههای مرسوم سنتی، مزارع بادی قادر نیستند ولتاژ و فرکانس سیستم را هنگامی که یک خطا در سیستم رخ میدهد تامین کنند. برای توربینهای بادی کوچک، کنترل اساسی درحین خطای شبکه، توقف توربین و جدا نمودن آن از شبکه میباشد ده تا پانزده دقیقه بعد از اینکه خطا رفع شد، توربین بادی دوباره به شبکه متصل میشود و به عملکرد عادی خود باز میگردد. اما برای مزارع بادی بزرگ بخصوص آنهایی که مقادیر توان بالایی دارند، قطع آنها در هنگام خطا در سیستم قدرت، روی پایداری سیستم قدرت تاثیر جدی میگذارد.
اخیراً بسیاری از محققان در پی یک راه حل مفید با استراتژی کنترلی و حفاظت جدید برای بهبود قابلیت گذر از خطا برای توربین بادی مجهز به ژنراتور القایی دو سو تغذیه هستند. به مشخصه FRT* در شرایط پریونیت مشخصه LVRT هم گفته میشود. کاهش گشتاور الکترومغناطیسی و افزایش سرعت ژنراتور توربین بادی در هنگام خطا در شبکه، از عواملی هستند که سیستم حفاظت توربین بادی را تحریک میکنند تا هرچه سریعتر واحد بادی را از شبکه جدا کند از طرف دیگر به منظور حمایت از شبکه در هنگام اتصال کوتاه، مزارع بادی بایستی برای مدت زمان مشخصی به شبکه متصل باقی بمانند
این مساله باعث شده تا در کشورهای مختلف، کد جدیدی برای قابلیت گذر ازکاهش ولتاژ - LVRT - به قوانین اتصال توربین های بادی اضافه شود همچنین پیشنهاد میشود که از DFIG استفاده شود که مشخصه بهتری دارد از اینرو اپراتورهای سیستم انتقال استانداردهایی در قالب ملزومات کد شبکه تعیین کردند که مزارع بادی باید در این استانداردها بهرهبرداری شوند. از طرفی با پیشرفت فناوری توربین بادی و بروزرسانی کدهای شبکه طرح-های حفاظتی نیز باید بروزرسانی شود.
2. لزوم تدوین کد شبکه
· هماهنگی قسمتهای مختلف شرکتهای تولید، انتقال، توزیع برق و همچنین هماهنگی بیشتر با شرکتهای مبادله کننده ی انرژی الکتریکی در شبکههای همسایه.
· استفاده از تجارب طراحان قبلی شبکهها در راهبری بهتر شرایط جدید پیش آمده در شبکه.
· ارائهی الگویی برای سرمایهگذاری جهت تجدید ساختار شبکه.
· عرضهی زمینههای سرمایهگذاری بخش خصوصی با ارائهی ضوابطی روشن.
· ارائهی استعداد شبکه در مبادلهی برق با شبکههای مجاور به عنوان یک محصول تجاری.
· تولید توان براساس معیارها و شاخصهای بین المللی که بدون تدوین آن صحبت در زمینهی کیفیت تواناکیداً غیرمنطقی و غیرممکن است.
· استفاده از آخرین تجارب صنعتی کشورهای پیشرفته در سه مقوله تولید، انتقال و توزیع.
در یک شبکه قدرت فعالیتهای کلی برعهدهی سه رکن منابع تولید، خطوط انتقال و شرکت توزیع جهت انتقال توان الکتریکی از مراکزتولید به مراکز مصرف میباشد. اما فعالیت این سه مجموعه به تنهایی دوام سیستم را تضمین نمیکند و نیاز به مرکزی جهت کنترل و قانونگذاری وجود دارد. سیستمهای قدرت پیشرفته شامل یک سازمان مدیریت انرژی است.
این سازمان قانونگذاری لازم، جهت کنترل و عملکرد سیستم قدرت را برعهده دارد. به این ترتیب که قوانین خود که همان کدهای شبکه هستند، در تمام گروهها و زیر گروههای سیستم قدرت منتشر و همه را موظف به رعایت آن مینماید. تخلف از هرگونه عدم رعایت ضوابط استاندارد، براساس جرایمی از پیش در کد شبکه تعیین و ثبت شده به دست شرکتهای مجری اجرا میشود. معمولاً یکی از کاربردیترین وظیفهی کدهای شبکه در یک شبکه، ابلاغ استعداد و ضوابط آن، جهت معرفی به شبکههای مجاور برای مبادلهی توان میباشد.
.3 ملزومات FRTکدهای شبکه کشورهای مختلف
1-3 ملزوماتFRTکد شبکه دانمارک
کشور دانمارک تنها کشور متعلق به سیستمNordic * است و ملزوماتی برای مزارع بادی صادر کرده است که با کد شبکه نوردیک متفاوت بوده و این ملزومات به شبکههای با ولتاژ کمتر از 100کیلو ولت و بیشتر از100 کیلو ولت اعمال شده است. برای سطوح زیر100 کیلو ولت اگر ولتاژ بیش از 1/2پریونیت شد مزارع بادی باید قطع شوند و توربین بادی بعد از خطا و یا با بروز خطاهای زیر باید به شبکه متصل بماند :[2]
· اتصال کوتاه سه فاز با طول 100هزارم ثانیه 5 - سیکل -
· اتصال کوتاه دو فاز با/بدون زمین با طول 100هزارم ثانیه 5 - سیکل - ، دنبال شده توسط یک خطای جدید در300-500 هزارم ثانیه بعد 15-25 - سیکل - ، با طول100هزارم ثانیه 5 - سیکل -
· حداقل دو اتصال کوتاه دو فاز در 2دقیقه
· حداقل دو اتصال کوتاه سه فاز در 2 دقیقه
· حداقل شش اتصال کوتاه دو فاز در فواصل 5 دقیقه
· حداقل شش اتصال کوتاه سه فاز در فواصل 5 دقیقه
برای سطوح بالاتر از 100کیلو ولت کد شبکه تعیین میکند که یک توربین بادی بعد از خطا یا بروز خطاهای زیر باید به شبکه متصل بماند:
· اتصال کوتاه سه فاز با طول 100هزارم ثانیه 5 - سیکل -
· اتصال کوتاه دو فاز با/بدون زمین با طول 100هزارم ثانیه 5 - سیکل - ، دنبال شده توسط یک خطای جدید در300-500 هزارم ثانیه بعد 15-25 - سیکل - ، با طول100 هزارم ثانیه - 5سیکل -
· اتصال کوتاه تکفاز با طول 100 هزارم ثانیه 5 - سیکل - ، دنبال شده توسط یک اتصال کوتاه جدید در 300-500 هزارم ثانیه بعد 15-25 - سیکل - ، با طول 100هزارم ثانیه 5 - سیکل -
· حداقل دو اتصال کوتاه دو فاز در 2دقیقه
· حداقل دو اتصال کوتاه تک فاز با فواصل 2دقیقه
· حداقل دو اتصال کوتاه سه فاز با فواصل 2 دقیقه
کد شبکه کشورهای شمال اروپا،دانمارک، فنلاند، سوئد و نروژ معروف به Nordic میباشد.
