پاورپوینت پایداری و کنترل سیستمهای قدرت

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

دینامیک سیستمهای قدرت 2

پایداری و کنترل سیستمهای قدرت

پرابها کندور (فصل اول)

اسلاید 3 :

فصل اول مشخصه های عمومی سیستمهای مدرن قدرت

فهرست
1-1- پیدایش و تکامل سیستمهای قدرت
1-2- ساختار سیستم قدرت
1-3- کنترل سیستم قدرت
1-4- معیارهای طراحی و بهرهبرداری برای پایداری

اسلاید 4 :

1-1- پیدایش و تکامل سیستمهای قدرت(1)

1870 میلادی (1249 ش-ناصرالدین شاه): شروع استفاده تجاری از برق
1882، اولین سیستم قدرت، ادیسون (نیویورک)، جریان مستقیم، 110V
1884، اولین موتور الکتریکی، اسپراگ
1885، (1264 ش)، اولین موتور برق در ایران، کاخ گلستان
1886، پیدایش ترانسفورماتور، گیبس (پاریس)، خرید حق: وستینگهاوس
1888، نیکلا تسلا، پیدایش سیستمهای چندفاز، خرید حق: وستینگهاوس
1889، بهرهبرداری از اولین خط متناوب، استانلی (ماساچوست)
1890: ادیسون(جریان مستقیم) در تقابل با وستینگهاوس (جریان متناوب)

اسلاید 5 :

1-1- پیدایش و تکامل سیستمهای قدرت(2)
برتری جریان متناوب نسبت به مستقیم
تغییر راحت سطوح مختلف ولتاژ و انعطاف در استفاده از ولتاژهای مختلف در تولید، انتقال و توزیع
سادهتر بودن ژنراتورهای جریانهای متناوب نسبت به مستقیم
سادهتر و ارزانتر بودن موتورهای جریانهای متناوب نسبت به مستقیم
1893، اولین خط متناوب سه فاز، 30 کیلومتر، آبشار نیاگارا
1900، تعیین فرکانس 50 و 60 به عنوان فرکانس استاندارد
1900، (1279 ش)، تولید برق در حرم، مظفرالدین شاه
1905، (1284 ش)، اولین نیروگاه برق خصوصی (امین الضرب)

اسلاید 6 :

1-1- پیدایش و تکامل سیستمهای قدرت(3)
1922، 165 کیلوولت
1923، 220 کیلوولت
1935، 287 کیلوولت
1953، 330 کیلوولت
1965، 500 کیلوولت
1966، 735 کیلوولت
1969، 765 کیلوولت
HV(115,128,161,230), EHV(345,500,765)

اسلاید 7 :

1-1- پیدایش و تکامل سیستمهای قدرت(4)
1945، اقتصادی شدن خط جریان مستقیم
خط هوایی، 500 کیلومتر
کابل زیرزمینی و دریایی، 50 کیلومتر
اتصال دو سیستم با فرکانسهای مختلف و یا مسائل پایداری
1972، اختراع مبدلهای تریستوری، اهمیت بیشتر خطوط HVDC
اتصال شبکههای مجاور
بهبود قابلیت اطمینان (کمک در شرایط اضطراری)
بهرهبرداری اقتصادی (نیاز کمتر به ظرفیت ذخیره و استفاده از پربازدهترین منابع)

اسلاید 8 :

1-2- ساختار سیستم قدرت

سیستم سه فاز جریان متناوب (تولید و انتقال) و بار تک فاز

تولید برق توسط ژنراتور سنکرون

انتقال توان با خطوط طولانی ( انتقال، زیر انتقال، توزیع)

مصرفکنندگان بزرگ و کوچک

اسلاید 9 :

1-3- کنترل سیستم قدرت (1)
نیازهای اساسی یک سیستم قدرت:
تامین تقاضای بار حقیقی و موهومی در هر لحظه
تامین انرژی در حداقل هزینه و حداقل تاثیر زیست محیطی
تولید و انتقال توان با کیفیت با:
ثابت بودن فرکانس
ثابت بودن ولتاژ
افزایش قابلیت اعتماد

اسلاید 10 :

1-3- کنترل سیستم قدرت (2)
هدف اصلی کنترلکنندهها: حفظ ولتاژ، فرکانس و سایر متغیرها
کنترلکنندههای واحد تولیدی
کنترلکننده محرک (تنظیم سرعت، فشار، درجه حرارت بخار)
کنترلکننده سیستم تحریک ( تنظیم ولتاژ ژنراتور، توان راکتیو خروجی)
نتیجه: تضمین توان حقیقی خروجی و تعادل بین تولید و مصرف
کنترلکنندههای بخش انتقال
کنترل توان و ولتاژ با جبرانگرهای استاتیکی توان راکتیو، کندانسورهای سنکرون، خازن و راکتورهای قابل کلیدزنی، ترانسفورماتورهایی با تپ قابل تنظیم، ترانسفورماتورهای تغییردهنده فاز

اسلاید 11 :

1-3- کنترل سیستم قدرت (3)
علت فروپاشی سیستم قدرت: ترکیبی از:
اغتشاشهای طبیعی: گردباد، توفان شدید، برف و یخبندان
عملکرد نادرست تجهیزات
خطاهای انسانی
طراحی نامناسب
طراحی ناکافی

اسلاید 13 :

1-3- کنترل سیستم قدرت (4)

حالات بهرهبرداری یک سیستم قدرت (operating state)
عادی (Normal)
هشدار (Alert)
بحرانی (Emergency)
فوق بحرانی (In Extremis)
بازیابی (Restorative)

اسلاید 14 :

1-3- کنترل سیستم قدرت (5)
شرایط عادی
همه متغیرها در محدوده مجاز
عدم اضافه بار
بهرهبرداری در حالت مطمئن
تحمل اغتشاش بدون انحراف از قیدها
شرایط هشدار
قابلیت اطمینان کمتر از حد لازم
احتمال بروز اغتشاش بد

اسلاید 15 :

1-3- کنترل سیستم قدرت (6)
وضعیت بحرانی
اضافه بار و کاهش ولتاژ بسیاری از باسها پس از بروز اغتشاش
اعمال کنترلی مانند رفع خطا، کنترل سیستم تحریک، باز و بست شیرهای بخار، تولیدزدایی، استفاده از ظرفیت ذخیره، بارزدایی
وضعیت فوق بحرانی
اغتشاش بسیار شدید و ایجاد وقفههای متوالی
خاموشی بخش عمدهای از سیستم
وضعیت بازیابی
اعمال جابجایی تولید
افزایش ظرفیت ذخیره

اسلاید 16 :

1-3- کنترل سیستم قدرت (7)
سیستم کنترلی سلسله مراتبی (hierarchical)
مرکز کنترل سیستم ائتلافی (Pool)
سیستم کسب اطلاعات و کنترل نظارتی (SCADA)
برنامه تخمین حالت (State Estimation)

اسلاید 17 :

1-4- معیارهای طراحی و بهرهبرداری برای پایداری (1)

1968: تشکیل شورای ملی قابلیت اطمینان سیستم قدرت (NERC) پس از خاموشی کلی در بخش شمالی آمریکا

فعالیت 9 شورای منطقهای در NERC

هدف NERC: افزایش قابلیت اطمینان و کفایت سیستم قدرت

NPCC: یکی از 9 شورای تصمیمگیری (شواری هماهنگی شمال شرق)

اسلاید 18 :

1-4- معیارهای طراحی و بهرهبرداری برای پایداری (2)
معیارهای پایداری در مقابل پیشامدهای معمولی (NPCC)
هدف: پایدار ماندن در برابر خطاهای زیر با زمان بازبست عادی:
اتصال کوتاه سه فاز در ژنراتور، خط، ترانس، باس
اتصال کوتاه دو فاز متفاوت از دو خط موازی به زمین
اتصال کوتاه یک فاز در خط، ترانس یا باس با رفع تاخیری به دلیل عملکرد نادرست کلیدها، رلهها و یا کانال مخابراتی
اتصال کوتاه یک فاز به زمین
وضعیت پایه یک: در مدار بودن تمام تجهیزات
وضعیت پایه دو: در مدار نبودن یک ژنراتور، خط یا ترانس

اسلاید 19 :

1-4- معیارهای طراحی و بهرهبرداری برای پایداری (3)
پیشامدهای شدید (NPCC)
از دست دادن تمام ظرفیت یک نیروگاه
قطع تمام خطوط منشعب از یک پست نیروگاه
قطع تمام خطوط انتقال یک مسیر تامین مشترک (تولید یا بار)
اتصال کوتاه سه فاز در ژنراتور، خط، ترانس یا باس با رفع تاخیری
از دست دادن ناگهانی یک بار عمده یا یک مرکز عمده بار
تاثیر نوسانهای شدید توان در اثر اغتشاشهای خارج از محدوده
وقفه یا عملکرد نادرست یک سیستم حفاظتی حذف تولید، حذف بار یا قطع خط

اسلاید 20 :

1-4- معیارهای طراحی و بهرهبرداری برای پایداری (4)
نحوه طراحی سیستم از دیدگاه پایداری
پیچیده بودن طراحی پایدار یک سیستم با حداقل هزینه بهرهبرداری
مشکل: درجه بالا، چند متغیره بودن، دائماً در حال تغییر
راه حل: سادهسازی و جدا کردن مسائل مختلف پایداری از هم
لازمه کار: داشتن اطلاعات کافی و مناسب از مشخصههای کلی سیستم و تک تک اجزای آن