بخشی از مقاله
چکیده
موضوع ریزشبکه و بهره برداری جزیره ای شبکه های توزیع اهمیت قابل ملاحظه ای باتوجه به مزایایی از جمله استمرار و تداوم خدمات،کیفیت توان برتر، قابلیت اطمینان بالاتر و بهینگی بهره برداری کسب کرده اند .با وجود مزایای ریزشبکه ها، کنترل آنها دشوار است ، به خصوص در حالت جزیره ای که در آن هیچ منبع غالب تولید برق در زمان از دست رفتن شبکه اصلی وجود ندارد. از یک طرف، ماشین های گردان متداول مبتنی بر منابع انرژی توزیع شده، انعطاف پذیری کافی را برای حالت جزیره ای ارائه نمی دهد.
از سوی دیگر، پاسخ های سریع منابع انرژی توزیع شده مبتنی بر ادوات الکترونیک قدرت می تواند پایداری شبکه را اگر مقررات کافی در محل نباشند بطور نامطلوبی در حالت شرایط خطا و نرمال تحت تاثیر قرار بدهند. بنابراین، این مهم است که به گزینه های کنترل ،و ضروریاتی که یک شبکه توزیع موجود را فعال نگه می دارد ،به منظور بکارگیری به عنوان یک ریزشبکه و بطور خاص در حالت خطا نگاه کنیم. بنابراین سناریوهای کنترل احتمالی ، مزایا و معایبشان از نظر عملی در هر دو حالت توانایی گذر از حالت خطا و فرایند هماهنگ سازی در این مقاله مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. نتایج بدست آمده از شبیه سازی یک شبکه نمونه کارایی روش مورد نظر را در بهبود عملکرد ریزشبکه بخوبی نشان می دهد.
-1 مقدمه
تعداد واحد های کوچک تولید توان که مستقیماً به شبکه های توزیع متصل می شوند و نیز تعداد ریز شبکه های نزدیک به مصرف کنندگان مدام در حال افزایش است. در عین حال منابع کوچک می بایست پایداری و قابلیت اطمینان انرژی الکتریکی را برای شبکه ای که به آن متصل می شوند، فراهم آورند مخصوصا در جائیکه یک سیستم توزیع دارای منابع کوچک متعدد باشد.
بکارگیری منابع انرژی پراکنده - - DER، سهم منابع تجدیدپذیر را در سیستم های قدرت در سراسر جهان به سرعت افزایش می دهد. یکی از مزایای اصلی این سناریو، آنست که تولید انرژی تا حد امکان در مقیاس کوچک تر و نزدیک به مرکز بار صورت می پذیرد و در برخی مواقع نیز فرآیند تولید می تواند به خوبی در سمت کنتور مصرف کننده واقع شود. این موضوع، فاصله الکتریکی میان تولید توان و بارها را کاهش داده و باعث بهبود بازده انرژی می شود و همچنین سرمایه گذاری های جدید را به تعویق می اندازد.
با توجه به اینکه منابع تولید پراکنده ، امروزه نفوذ قابل توجهی در سیستم توزیع پیدا کرده اند، بنابراین استفاده در مد جزیره ای در سیستم توزیع، تأثیرات قابل ملاحظه ای در مسائل اقتصادی و فنی دارد. منابع تولید پراکنده باید به صورت بهینه در هر دو مد اتصال به شبکه و جزیره ای کار کنند ،که می توان با تغییر استراتژی بهره برداری به این مهم نائل شد.
کنترل هماهنگ و ناهماهنگ ولتاژ، با حضور و بدون حضور منابع تولید پراکنده در سیستم نیاز به بررسی دارد. درکنترل ناهماهنگ ولتاژ همه تجهیزات کنترل ولتاژ و توان راکتیو به صورت محلی کار میکنند. درکنترل هماهنگ ولتاژ، تجهیزات کنترل ولتاژ و توان راکتیو، علاوه بر عملکرد محلی، توسط یک سامانه جامع و گسترده مرکزی، هماهنگی کنترل و تنظیم ولتاژ را برعهده خواهد داشت، تا پروفیل ولتاژ و پخش توان راکتیو بهینهای برای پیشبینی بار و برنامهریزی تولید منابع پراکنده فراهم شود. نتایج نشان میدهند که منابع تولید پراکنده حاضر در کنترل ولتاژ، منجر به کاهش تلفات، کاهش تعداد عملکردهای تپ چنجرهای زیر بار و کاهش نوسانات ولتاژ در سیستم توزیع میشود. علاوه بر این، نتایج همچنین نشان میدهند که با کنترل هماهنگ ولتاژ و توان راکتیو، تلفات کاهش بیشتری خواهد داشت.
در مرجع [3] کنترل هماهنگ ولتاژ ثانویه و برنامه مدیریت توان راکتیو برای استفاده موثر از منابع انرژی توزیع شده در یک شبکه توزیع هوشمند مورد مطالعه قرار گرفته است.کنترل پیشنهادی برای توسعه دستیابی به تنظیم ولتاژ کارآمد و به حداکثر رساندن ذخیره توان راکتیو دینامیکی در شبکه های توزیع در طول پیشامدهای سیستم را نشان می دهند.سیستم توزیع شبیه سازی شده، شامل تعویض تپ چنجر روی بار و منابع انرژی توزیع شده است.کنترل هماهنگ ولتاژ ثانویه طراحی شده برای ارائه پاسخ های سرعت آرام و متوسط بترتیب با استفاده از فیلتر پایین گذر برای تعویض تپ چنجر روی بار و دیزل ژنراتور است
و همچنین پاسخ سریع با استفاده از اینورتر مبتنی بر منابع توزیع انرژی است. بنابراین اعمال یک استراتژی کنترل با پهنای باند های مختلف توسط کنترل کننده ولتاژ غیر متمرکز و برنامه مدیریت توان راکتیو اختصاص داده شده است.کنترل هماهنگ ولتاژ ثانویه استفاده شده به منظور افزایش کنترل ولتاژ با استفاده از قابلیت بارگذاری توان راکتیو در میان منابع انرژی توزیع شده و تعویض تپ چنجر ترانسفورماتور پست سمت بار است.شبیه سازی جامع عملکرد برتر و هماهنگ کنترل ولتاژ ثانویه با طرح مدیریت توان راکتیو برای بهبود پروفیل ولتاژ و قابلیت عبور از خطا با ذخایر توان راکتیو دینامیکی و بهبود حاشیه پایداری گذرا در شبکه توزیع را تائید می کند.
در مرجع [4] اهمیت تولید پراکنده در یک سیستم توزیع بررسی شده است. مد جزیرهای سیستم توزیع می تواند تأثیرات مهمی در مسائل اقتصادی و فنی داشته باشد. منابع تولید پراکنده باید به صورت بهینه در هر دو مد اتصال به شبکه و جزیرهای کار کنند. اینکار با تغییر استراتژی بهره برداری قابل دستیابی است. در این مطالعه استراتژی بهره برداری برای منابع تولید پراکنده در دو مد جزیرهای و اتصال به شبکه ارائه شده است. در این استراتژی براساس نرخ میانگین تغییرات فرکانس، انتقال توان حقیقی انجام می گیرد. نتایج بدست آمده از این مطالعه نشان می دهند که تکنیک پیشنهاد شده میتواند راندمان را در هر دو مد جزیرهای و اتصال به شبکه افزایش دهد و در ضمن ولتاژ و فرکانس در محدوده معقول قرار گیرند.
در مرجع [5] سیستم تولید پراکنده مبتنی بر پیلهای سوختی هیبریدی به منظور کاهش فرو رفتگی ولتاژ در شرایط متعادل و نامتعادل در سیستم قدرت مورد بررسی قرار گرفته است. در سیستم پیشنهادی استراتژی کنترل جریان بر پایه کنترلر فازی و مدیریت توان اکتیو بر اساس کنترل کننده شبکه عصبی جهت مقابله با فروافتادگی ولتاژ در سیستم بکار گرفته شده است. نتایج به دست آمده از این مطالعه بیانگر عملکرد مناسب سیستم در حضور تولیدات پراکنده در راستای کاهش فرو رفتگی ولتاژ را نشان می دهد. در این مقاله با مطالعه یک شبکه تست تاثیر منابع تولید پراکنده مختلف در رفتار دینامیکی ریزشبکه و قابلیت گذر ازخطا در مدهای متصل به شبکه و جزیره ای بررسی شده است.
-2مدل سیستم توربین بادی با ژنراتور القایی دو سو تغذیه - DFIG -
همانطور که در شکل - 1 - نشان داده شده است ساختار یک نیروگاه بادی به صورتی طراحی می شود که مدار استاتور DFIG به طور مستقیم و مدار روتور آن توسط یک مبدل پشت به پشت با حلقه های لغزان به شبکه متصل گردد. بین دو مبدل، یک خازن در لینک dc قرار می گیرد..این خازن بعنوان ذخیره کننده انرژی و به منظور ثابت نگاه داشتن ولتاژ - کاهش ریپل ولتاژ - بکار می رود.در شرایط عملکرد عادی DFIG از طریق مبدل طرف شبکه می تواند بطور جدا از هم،توان اکتیو و راکتیو مورد نیاز را در سیستم کنترل کند.
