بخشی از مقاله
چکیده :
بهرهگیري از منابع تولید پراکنده DG1 و کوچک انرژي الکتریکی و بلاخص بهره بردن از انرژیهاي تجدیدپذیر در این راستا از اهداف استراتژیک بخش برق وزارت نیرو میباشد.مزایایی از جمله کاهش تلفات شبکه و آلودگی محیط زیست به همراه صرفهجویی در مصرف سوخت فسیلی و تنوع در منابع تبدیل انرژي عمدهترین دلایل حمایت از تفکر تولیدکنندگان کوچک و پراکنده میباشند. با توجه به طراحی سنتی شبکههاي توزیع که مبتنی بر شعاعی بودن آنها میباشند لذا شرایط بهرهبرداري مطمئن از دیدگاههاي حفاظتی، پایداري شبکه، سطح اتصالکوتاه[1]، جزیرهاي شدن شبکه، عدم کنترل مناسب در حجم تولید و کنترل آن بهلحاظ واحدهاي تولیدي از مسائل و مشکلاتی هستند که فرآروي اتصال واحدهاي مذکور به شبکه توزیع قرار دارند. از جمله مواردي که در این مقاله به آن پرداخته شده است بررسی نحوه اتصال یک واحد گازي به شبکه برق آذربایجان از دیدگاه مشکلاتی است که براي سیستم حفاظتی و هماهنگی آنها بوجود میآورد.
-1 مقدمه
یکی از سیاستهاي حمایتی وزارت نیرو جذب سرمایهگذاري بخش خصوصی در تولید انرژي الکتریکی میباشد. در این راستا فعالیتهاي گستردهاي در شرکت برق منطقهاي آذربایجان در جهت پیشبرد اهداف فوق صورت پذیرفته است. با رایزنیهاي انجام گرفته قراردادهاي مربوط به اتصال یک واحد تولیدي انرژي الکتریکی مستقر در یکی از واحدهاي صنعتی بزرگ منطقه به شبکه منعقد و شرایط اتصال آن فراهم گردید.واحد مذکور در تابستان سال جاري بصورت سنکرون با شبکه سراسري از طریق فیدرهاي 20 kV مورد بهرهبرداري قرار گرفت. این در حالی است که حداقل پنج مورد متقاضی جدید دیگر نیز جهت اتصال واحدهاي نیروگاهی کوچک به شبکه در حال رایزنی و بررسی میباشند.
افزایش قابلیت اطمینان شبکههاي الکتریکی با گسترش واحدهاي تولیدي مذکور در شرایطی ایجاد خواهد شد که تبعات ناشی از ورود این واحدها به سیستم توزیع نیز به طور کامل بررسی و معایب آن مرتفع گردند. یکی از مهمترین مباحث پیش روي شرایط اتصال واحدهاي پراکنده به شبکههاي توزیع مطالعات وضعیت هماهنگی تجهیزات حفاظتی میباشد. ماهیت سنتی شعاعی بودن شبکههاي توزیع با ورود منابع تولید پراکنده از بین میروند؛ لذا در مرحله اول ضروري است وضعیت شبکه و موقعیت قرار گرفتن واحدهاي تولیدي از دیدگاه عملکرد حفاظتی سیستماي سنتی شبکههاي مذکور مورد بازبینی قرار گیرند.پیچیدگی موضوع زمانی بیشتر است که تحت شرایطی واحدهاي فوق در مدار نباشند و شبکه مجدداً به حالت تغذیه از یک سو - شعاعی - تبدیل گردد. مواردي از مشکلات در این خصوص عبارتنداز[2] و :[3]
-1 خروج ناصحیح فیدرهاي 20 kV
-2 خروج ناصحیح واحدهاي تولید پراکنده
-3 افزایش یا کاهش سطح اتصالکوتاه شبکه
-4 جزیرهاي شدن ناخواسته
-5 کور شدن سیستم هاي حفاظتی
-6 خروج واحد تولیدي و ایجاد شرایط جدید در شبکه[4]
همه عوامل فوق سبب خواهند شد تا ضرورت تجزیه و تحلیل مسائل ناشی از اتصال تولیدات پراکنده بر روي سیستمهاي حفاظتی شبکه توزیع بیشتر مورد توجه قرار گیرد.میزان اثرگذاري DG در هماهنگی حفاظتی به اندازه، نوع و محل آن بستگی دارد. در هر حال بسته به اندازه و محل آن محدودههایی وجود دارد که هماهنگی حفظ میشود و در برخی حالات هیچ محدودهاي براي هماهنگی ممکن نیست.این مقاله در بخشهاي مختلف به معرفی توپوگرافی اتصال واحد DG به شبکه، شرایط اتصال واحد تولیدي از دیدگاه هماهنگی حفاظتی و بررسی شرایط بهبود شبکه پس از اتصال با مدلسازي سیستم در نرم افزار DIgSILENT پرداخته است و در انتها ضمن بحث فلسفه تنظیم جدید براي سیستمهاي حفاظتی، پیشنهادات لازم ارائه شده است.
-2 معرفی توپوگرافی شبکه
عموماً مجتمع هاي پتروشیمی با توجه به حساسیت پروسههاي شیمیایی تولید و عدم اعتماد کافی از تداوم نیرورسانی از شبکه سراسري از طریق واحدهاي مستقل و ایزوله نسبت به تأمین انرژي الکتریکی مورد نیاز خود اقدام نمودهاند. در ضمن یک انشعاب برق از شبکه توزیع را بصورت پشتیبان در اختیار میگیرند.مجتمعهاي بزرگ صنعتی با توجه به تشویقهاي وزارت نیرو وبر اساس یک قرارداد فیمابین نسبت به فروش انرژي الکتریکی مازاد تولیدي خود به شبکه سراسري ترغیب شدهاند ویک مورد از آنها در شرکت برق منطقهاي آذربایجان در سال جاري وارد مدار شده است.شکل شماره - 1 - شماتیک دیاگرام ساده نحوه اتصال واحدهاي فوق به شبکه را نشان می دهد.از آنجائیکه این مطالعه معطوف به سیستم حفاظتی است؛ لذا عمده مشکلات سیستم سنتی موجود براي شرایط جدید عبارت بودنداز:
- شرایط اتصال زمین شبکه توزیع و به تبع آن شرایط سیستم در خطاي تکفاز به زمین
- شرایط ویژه خط اتصال سیستم به مجتمع - در شبکه داراي دو فیدر و در مجتمع یک فیدر می باشد -
شکل شماره - 2 - بخشی از شبکه فوق توزیع منطقه را نشان میدهد.کاهش مییابد. علیرغم مزایاي پیشبینیشده با حضور واحد مذکور در سیستم تغذیه فشار قوي شهرستان تبریز بحث حفاظت از واحد و هماهنگی تنظیم رلهها چالشهائی را پیش روي بهرهبرداران قرار داد. دیاگرام تک خطی حفاظتی شبکه و واحد نیروگاهی از دیدگاه رلههاي موجود در شکل شماره - 4 - نشان داده شده است. در این زمینه شرایط مختلف به شرح ادامه مورد توجه قرار گرفته است. ضمناً فقط یکی از دو خط20 کیلوولت بهرهبرداري شده و خط موازي دوم رزرو میباشد.
با توجه به مدلسازي آن در محیط نرم افزار DIgSILENT
نتایج تأثیر واحدهاي فوق در شرایط پیک بار منطقه در شکل شماره - 3 - از دید اصلاح پروفیل ولتاژ شینه ها قبل و بعد از اتصال DG آورده شده است.بطوریکه ملاحظه می شود در شرایط پیک بار شبکه، پروفیل ولتاژ در پستهاي مرتبط در حدود 1/7 الی 2/2 کیلوولت افزایش یافته است و به میزان 0/4 تا 0/6 مگاوات تلفات شبکهیکی از الزامات مطالعه شبکههاي توزیع که داراي تولید پراکنده هستند تحلیلهاي شبکه در شرایط عیب میباشند. از نتایج تحلیلها میتوان براي اهداف زیر استفاده نمود:
-1 امکان در مدار نگهداشتن منابع DG در صورت بروز عیب در شبکههاي توزیع و فوق توزیع
-2 امکان در مدار نگهداشتن منابع DG در شرایط وصل مجدد:
بدین منظور ابتدا نسبت به تعریف فلسفه حفاظتی فیدرهاي توزیع اشاره و در ادامه شرایط مختلف احتمال وقوع عیوب را با حضور تولید در شبکه توزیع بررسی و امکان
