بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
امنیت سیستمهای قدرت Power System Security
فصل ششم
اسلاید 2 :
امنيت سيستم قدرت اعمالي را شامل مي شود كه به منظور حفظ سيستم در حالت عملكرد مطلوب بايد انجام شود؛ در شرايطي كه تجهيزي از سيستم قدرت دچار خرابي (عيب) مي گردد. بعنوان مثال :
ممكن است واحد توليدي به دليل معيوب شدن تجهيزات جانبي آن از مدار خارج شود؛ يا اينكه حداكثر توان توليدي آن محدود گردد (Derate)
وجود ذخيره چرخان در اين شرايط قادر خواهد بود افت فركانس را جبران نمايد. در غیر این صورت بار باید قطع شود.
خروج خط يا ترانسفورماتور از شبكه در اثر شرايط نامناسب جوي؛ عملكرد ناصحيح رله هاي حفاظتي، خطاي نيروي انساني و ..
چنانچه هنگام در مدار قراردادن واحدها و توزيع بار توجه كافي به توان انتقالي از خطوط انتقال شود، آنگاه شبكه انتقال قادر خواهد بود اضافه بارها را تحمل نمايد
اسلاید 3 :
کفایت
The concept of adequacy is generally considered to be the existence of sufficient facilities within the system to satisfy the consumer demand.
These facilities include those necessary to generate sufficient energy and the associated transmission and distribution networks required to transport the energy to the actual consumer load points.
امنیت
Security, is considered to relate to the ability of the system to respond to disturbances arising within that system.
Security is therefore associated with the response of the system to whatever disturbances they are subjected
It is evident that security and adequacy are interdependent and part of the same problem; the division is one of convenience rather than of practical experience.
اسلاید 5 :
قابل پيش بيني نبودن وقوع عيب و ضرورت آمادگي براي مواجهه با شرايط خاص در بهره برداري (بنابراين سيستم بايد به گونه اي بهره برداري شود تا در شرايط وقوع هر پيشامد در وضعيت خطرناك قرار نگيرد)
وقوع حادثه اي در سيستم ممكن است منجر به انحراف از قيود تجهيزي ديگر گردد و آن نيز عملكرد سيستم حفاظتي مربوطه را به همراه داشته باشد. اين امر موجب خروج زنجيره اي ساير تجهيزات توليد و انتقال شده كه در نهايت خاموشي سراسري را به همراه دارد.
بنابراين سيستمهاي قدرت به گونه اي بايد بهره برداري شوند تا خروج يك تجهيز، موجب اضافه بار در ساير تجهيزات نشود.
سيستمهاي قدرت از تكنيكها و تجهيزاتي برخوردارند تا امكان بهره برداري مطمئن را براي بهره بردار سيستم فرآهم نمايند
درارتباط با بهره برداري مطمئن، بهره بردار سه وظيفه اصلي را به عهده دارد
پايش سيستم (System Monitoring)
تحليل پيشامدها (Contingency Analysis)
پخش بار بهينه مقيد به امنيت (SCOPF)
اسلاید 6 :
پايش سيستم (System Monitoring)
نظارت (پايش) سيستم؛ بهره بردار را از آخرين وضعيت سيستم آگاه مي نمايد. اين وظيفه مهم ترين وظيفه از موارد اشاره شده است.
تعدد واحدهاي توليد و گستردگي شبكه قدرت نياز به اندازه گيري و ارسال اطلاعات مورد نياز را افزايش داده است.
اين اطلاعات از طريق دورسنجي و ايجاد بسترهاي مخابراتي انجام مي شود. (اطلاعات شامل مقادير ولتاژها، جريانها، توانهاي انتقالي از خطوط و ترانسفورمرها و وضعيت كليدها، تپ ترانسها وضعيت خاموش يا روشن بودن واحدها و ميزان توليد آنها و. است)
به دليل بالا بودن حجم اطلاعات؛ از كامپيوتر براي پردازش اطلاعات و نمايش وضعيت شبكه براي بهره بردار استفاده مي شود.
سيستمهاي پايش شبكه؛ با سيستمهاي كنترلي نيز تركيب مي شوند تا بهره بردار بتواند از راه دور بتواند مانورهاي لازم در شبكه انجام دهد. كه به اين سيستمها SCADA گويند.
سيستم اسكادا براي تعدادي از بهره بردارها امكان نظارت و كنترل (اعمال اصلاحي) فرآهم مي نمايد.
اسلاید 7 :
بررسي پيشامدها (ContingencyAnalysis)
بررسي پيشامدها اين امكان را فرآهم مي نمايد تا بهره برداري از سيستم بطور قابل دفاعي انجام شود
مشكلاتي كه پيشامدها در سيستم ايجاد مي كنند آنقدر از نظر زماني كوتاه است كه در آن بهره بردار سرعت لازم براي حل مشكل احتمالي را ندارد. (به ويژه در خاموشيهاي زنجيره اي)
بنابراين مدل سازي وقايع از ضروريات است
استفاده از پخش بار و ..
اسلاید 8 :
SCOPF
در اين بخش تحليل پيشامدها با با يك برنامه پخش بار بهينه تركيب مي شود (هدف آن است كه هيچ پيشامدي موجب نقض قيود شبكه نشود)
براي نشان دادن نحوه انجام اين كار؛ حالتهاي مختلف بهره برداري را مورد توجه قرار مي دهيم
حالت توزيع بهينه: (Optimal Dispatch) : حالت پيش از وقوع پيشامد كه سيستم در حالت بهره برداري اقتصادي قرار دارد، ليكن ممكن است مطمئن نباشد
حالت بعد از پيشامد (Post Contingency): حالتي كه سيستم قدرت پس از وقوع پيشامد دارد. در اين حالت، بعضي از قيود (ولتاژ شينها و بارگذاري شبكه انتقال) نقض شده اند
حالت توزيع بار مطمئن (Secure Dispatch): حالتي از سيستم بدون وقوع پيشامد است؛ اما با اصلاحاتي در پارامترهاي بهره برداري ، نقض امنيت در نظر گرفته مي شود.
حالت مطمئن پس از وقوع پيشامد (Secure Post-Contingency): حالتي است كه در اثر وقوع پيشامد اعمال اصلاحي انجام شده است.
اسلاید 9 :
با تنظيم توليد در واحدهاي 1 و 2؛ از پربار نمودن شبكه انتقال در اثر وقوع يك پيشامد ممانعت بعمل آمد.
برنامه هايي كه اين تنظيمات را براي متغيرهاي كنترلي در شرايط وقوع پيشامد تعيين مي كنند، SCOPF ناميده مي شوند.
اسلاید 10 :
حالتهاي بهره برداري در سيستم قدرت
حالت عادي: تمام متغيرهاي سيستم در محدوده مجاز. سيستم پيشامد را بدون انحراف از قيود تحمل مي كند. تمام بارها تامين شده است و قيود در محدوده مجاز قرار دارند
حالت هشدار (Alert State) : بعضي از قيود به مرز رسيده اند، اما هنوز همه بارها تامين شده اند. در صورت پایین بودن قابليت اطمينان، سيستم وارد مرحله هشدار مي شود، اما متغيرها در محدوده مجاز قرار دارند. اما سيستم تضعيف شده و ممكن است بروز اغتشاش موجب نقض قيود شود و به مرحله بحراني برسد. در صورت اغتشاش شديد ممكن است سيستم از مرحله هشدار مستقيماً وارد حالت فوق بحراني شود.
حالت بازيابي(Restorative State) : بخشي از بار قطع شده است و سيستم بايد به وضعيت نرمال برگردد. در حالت بازيابي اعمال كنترلي نظير جابجايي بار و افزايش ذخيره توليد انجام مي شود. اگر اين اعمال كافي نباشد سيستم در وضعيت هشدار مي رود.
حالت بحراني (Emergency State) بعضي از قيود از مرز خارج شده اند؛ سيستم در حالتي است كه قابل تحمل نيست
حالت فوق بحراني: بار قطع شده؛ قيود نقض شده اند كه ممكن است به black out منجر شود.
اين تقسيم بندي چارچوبي را فراهم مي نمايد تا بتوان روشهاي كنترلي را برگزيد
اسلاید 11 :
ارزیابی و کنترل امنیت سیستم
EMERGENCY
RESTORATIVE
Restorative Control
Emergency Control
Normal
اسلاید 12 :
عوامل مؤثربر امنيت سيستم قدرت
شرايط نامساعد جوي- خطاهاي نيروي انساني- عملكرد ناصحيح سيستم حفاظتي- طراحي ناصحيح ، برنامه تعميرات و ..
هنگام طراحي، سيستم قدرت به گونه اي طراحي مي شود كه با قطع يك تجهيز بتواند پيشامدهاي مهم را تحمل كند؛ اما عملاًً سيستم 100% قابل اعتماد نيست
بنابراين در شرايط بهره برداري نياز به روشهايي داريم تا تاثير خروج تجهيزات (توليد و انتقال) را بررسي نماييم
اسلاید 13 :
بررسي پيشامدها و تشخيص مسايل شبكه
توانهاي اكتيو و راكتيو ارسال شده در ابتداي خط 3-6 به ترتيب: 43.8 مگاوات و 60.7 مگاوار
پخش بار حالت پايه در يک شبكه شش شينه
اسلاید 14 :
بررسي پيشامدها:قطع خط 3-5
افزايش بار خط 3-6 به 54.9 مگاوات
كاهش ولتاژ شين 5
تغيير توان عبوري از ساير خطوط انتقال وولتاژ بعضي از شينها
اسلاید 15 :
بررسي پيشامدها:قطع واحد3
جبران كمبود توليد توسط واحد 1
اسلاید 16 :
بررسي پيشامدها:قطع واحد3
جبران كمبود توليد توسط واحد های 1 و 2
اسلاید 17 :
الگوريتم بررسي پيشامدها با پخش بار ac
مدلسازی یک خروج
چالش: زمان زياد براي محاسبات
اسلاید 18 :
AN OVERVIEW OF SECURITY ANALYSIS
A security analysis study, in an operations center must be executed very quickly
three basic ways to accomplish this:
1. Study the power system with approximate but very fast algorithms.
2. Select only the important cases for detailed analysis.
3. Use a computer system made up of multiple processors or vector processors to gain speed.
The first method has been in use for many years and goes under various names such as “D factor methods,” “linear sensitivity methods,” “DC power flow methods,” etc. This approach is useful if one only desires an approximate analysis of the effect of each outage. This book presents these methods under the name linear sensitivity factors and uses the same derivation as was presented in Chapter 6 under the DC power flow methods. It has all the limitations attributed to the DC power flow; that is, only branch MW flows are calculated and these are only within about 5% accuracy. There is no knowledge of MVAR flows or bus voltage magnitudes.
اسلاید 19 :
AN OVERVIEW OF SECURITY ANALYSIS
If it is necessary to know a power system’s MVA flows and bus voltage magnitudes after a contingency outage, then some form of complete AC power flow must be used. This presents a great deal of difficulty when thousands of cases must be checked. It is simply impossible, even on the fastest processors, to execute thousands of complete AC power flows quickly enough. Fortunately, this need not be done as most of the cases result in power flow results that do not have flow or voltage limit violations. We need a technique to eliminate all or most of the nonviolation cases and only run complete power flows on the “critical” cases. These techniques go under the names of “contingency selection” or “contingency screening” and are introduced later.
Last of all, it must be mentioned that there are ways of running thousands of contingency power flows if special computing facilities are used. These facilities involve the use of many processors running separate cases in parallel or vector processors that achieve parallel operation by “unwinding” the looping instruction sets in the computer code used.
اسلاید 20 :
روش حساسيت شبكه (ضرایب خطی حساسیت)
ضرايب حساسيت تغييرات تقريبي توان عبوري از شبكه انتقال را در اثر خروج يك تجهيز بدست مي دهند
ضريب جابجايي در توليد (Generation Shift Factors)
یا Power Transfer Distribution Factors (PTDFs)
ضريب توزيع وقفه خطوط (Line Outage Distribution Factors)
ضريب جابجايي در توليد
فرض شده است كه تغيير در توليد شين i دقيقاً با تغييري در شين مبنا جبران گردد
چنانچه واحدي با توليد مشخص از مدار خارج شود، تغيير ايجاد شده در توان عبوري از خط انتقال l از رابطه زير بدست مي آيد:
