FACTS توزیع شده ــ مفهومی تازه برای تحقق کنترل پخش بار شبکه

 

Distributed FACTS—A New Concept for Realizing Grid Power Flow Control

چکیده ــ ادوات سیستم‏های انتقال ac انعطاف پذیر (FACTS)، برای کنترل پخش بار در شبکه انتقال به منظور از بین بردن ازدحام و محدود ساختن جریان‏های حلقه، بکار می‏رود. هزینه بالا و مسایل کیفیت توان، بهره برداری گسترده از راه حل FACTS را محدود ساخته است. این مقاله، مفهومی از FACTS توزیع شده (DFACTS) را به عنوان رویکردی جایگزین برای تحقق کنترل پخش بار مقرون بصرفه، معرفی می‏کند. به عنوان مثال، نشان داده شد که جبرانسازهای سری استاتیکی توزیع شده (DSSC) و امپدانس سری توزیع شده را می‏توان در خطوط قدرت موجود قرار داد و امپدانس خط را بطور استاتیکی و دینامیکی، تغییر داده و پخش بار را نیز کنترل کرد. جزییات پیاده سازی و تاثیر سیستم، در این مقاله همراه با نتایج تجربی، آورده شده است.

اصطلاحات شاخص ــ سیستم‏های انتقال ac انعطاف پذیر (FACTS).

Distributed FACTS—A New Concept for Realizing Grid Power Flow Control

115,000 ریال – خرید

 

  1. مقدمه

زیرساخت شبکه قدرت در آمریکا، نیاز فوری به نوسازی دارد. یکی از چالش هایی که شرکت‏های برق با آن رو در رو هستند، و احتمالا فوری ترین آنها، مساله حذف تنگناها و قیود انتقال می‏باشد. افزایش ازدحام و جریان‏های حلقه در سیستم‏های انتقال و فوق توزیع، قابلیت اطمینان سیستم را تضعیف کرده، قیمت‏های انرژی را افزایش داده و از بهره برداری کامل امکانات موجود جلوگیری می‏کند. از آنجایی که اپراتورهای سیستم ملزم به تثبیت عملکرد به زیر ازدحام‏های (N-1) و اغلب (N-2) هستند، حتی با اینکه خطوط موجود به شدت زیر حدود حراتی کار می‏کنند، ظرفیت سیستم می‏تواند به شدت کاهش یابد. افزایش در تولید متصل به شبکه، کاهش پایدار سرمایه گذاری در زیرساخت انتقال در دو دهه اخیر، و تاخیرهای طولانی در استناد و تصویب خطوط انتقال جدید، این مساله را بسیار بدتر کرده است. تحت این شرایط، بهره برداری کامل از منابع T&D موجود، تبدیل به مساله ای حیاتی شده است.

احتمالا مهم ترین مساله از نظر بهره برداری شبکه، مساله کنترل پخش بار می‏باشد. مشتریان شبکه، توان حقیقی، مگاوات و MW-h دریافت می‏کنند، نه ولتاژ یا توان راکتیو. از این رو، کنترل این که توان حقیقی در شبکه کجا رفته و چگونه می‏رود، اهمیت حیاتی دارد، و نیز اساس تحقق بازار برق می‏باشد. شبکه‏های دارای ازدحام، قابلیت اطمینان سیستم را محدود ساخته و قابلیت ژنراتورهای ارزان قیمت برای ارایه توان ارزان قیمت را، مقید می‏سازند. زمانی که مشاهده شود خطوط همسایه در زیر ظرفیت خود در حال اجرا هستند ولی نمی توان از آنها بهره برداری کرد، این شرایط به شدت تشدید می‏شود؛ در حالی که جریان‏های حلقه کنترل نشده، منجر به اضافه بار در خطوط موجود می‏شود. کنترل پخش بار فعال، نیازمند راه حل‏های VAR سری مقرون بصرفه ای می‏باشد که بتوانند امپدانس خطوط قدرت را تغییر دهند، یا زاویه ولتاژ اعمالی به خطا را تغییر داده و از این رو پخش بار را کنترل کنند. جبرانسازی راکتیو سری، به غیر از خطوط انتقال طولانی، معمولا کاربرد نادری دارد و دلیل اصلی آن هزینه و پیچیدگی دستیابی به ایزولاسیون ولتاژ و مسایل مربوط به مدیریت خطا می‏باشد.

توافق کلی وجود دارد که شبکه‏های قدرت آینده، بایستی هوشمند و آگاه، متحمل در برابر هطا و خود-درمان، قابل کنترل به صورت استاتیکی و دینامیکی، و از نظر دارایی و انرژی کارآمد باشند. رویکرد پذیرفته شده و از نظر فنی اثبات شده برای تحقق یک شبکه هوشمند، بویژه دستیابی به کنترل توان راکتیو در شبکه، از طریق استفاده از سیستم‏های انتقال ac انعطاف پذیر یا ادوات FACTS بوده است. ادوات FACTS مانند STATCON، SVC، SSSC و UPFC را می‏توان به صورت سری یا موازی، یا ترکیب از آن دو در سیستم قرار داد تا بتوان عملیات کنترلی شامل تنظیم ولتاژ، میراسازی سیستم و کنترل پخش بار را بدست آورد. ادوات FACTS معمول، قادر هستند تا سطح ولتاژ 345 kV کار کنند و دارای توان ظاهری نامی 200 MVA باشند. حتی با اینکه فناوری FACTS از نظر فنی اثبات شده است، به دلایلی از نظر اقتصادی محبوبیت گسترده ای نیافته است. 1) توان نامی بالای سیست، نیازمند استفاده از قطعات GTO یا FCT توان-بالا با تلاش‏های مهندسی قابل توجهی بوده که پیش از هر چیز هزینه‏ها را افزایش می‏دهد. 2) جریان‏های خطای بالا (60 000 A) و الزامات عایقی ابتدایی (1000 kV)، سیستم الکترونیک قدرتی را بویژه در سیستم‏های سری که برای کنترل پخش بار نیاز هستند، مورد تنش قرار می‏دهد. 3) شرکت‏های برق نیازمند سطوح قابلیت اطمینان بالاتری نسبت به سطوح مشابهی که تا الان با ادوات FACTS بدست آمد، می‏باشند (اساسا در نتیجه MTTR بالا). 4) معمولا نیروی کاری ماهر در میدان (فیلد) برای تعمیر و نگهداری و عملکرد سیستم، در حد شایستگی اصلی شبکه‏های برق، نیست. 5) هزینه کل بالای مالکیت، مانند جبرانسازهای استاتیکی تغییر پذیر Marcy (CSC)، هزینه ای معادل 54 میلیون دلار دارند.

افزایش کارآیی و کاهش قیمت فناوری‏های الکترونیکی، الکترونیک قدرتی و مخابراتی، کل بخش صنعت را تغییر داده است. انتظار می‏رود که رویکردی مشابه برای پیاده سازی ادوات FACTS با توان مصرفی بالا، بتواند روشی با هزینه پایین تر و عملکرد بهتر برای افزایش قابلیت اطمینان و کنترل پذیری سیستم T&D، بهبود بهره برداری از دارایی‏ها و کیفیت توان کاربر-نهایی ارایه داده، و بطور همزمان هزینه‏های سیستم و اثرات محیطی را کمینه سازد.

مفهوم امپدانس سری توزیع شده (DSI) که می‏تواند امپدانس خط متغیر را محقق ساخته، به کنترل پخش توان اکتیو کمک کند، برای نشان دادن عملی بودن رویکرهای D-FACTS یا ادوات FACTS توزیع شده، بکار رفته است. این مفهوم را می‏توان بیشتر بسط داده تا با استفاده از ماژول‏های اینورترهای تک فاز با توان نامی کوچک (تقریبا  10 kVA) و یک ترانسفورماتور تک دور (STT)، مدارات منبع توان و قابلیت مخابره درون تجهیز، جبرانسازی سری استاتیکی توزیع شده یا DSSC را ساخت. این مفاهیم به طور دقیق، همراه با مزایا و مسایل مربوط به کاربردهای آنها، بطور دقیق مورد بحث قرار گرفته است.

درباره electricaltranslate

کارشناس برق قدرت مسلط به ترجمه متون که از سال 91 آغاز به ترجمه تخصصی مقالات و متون برق کرده ام. همه مقالات موجود ترجمه صاحب سایت می باشد
این نوشته در مقالات ترجمه شده مهندسی برق قدرت, همه مقالات ترجمه شده ارسال و , , , , , , , , , , , , , , , , , , برچسب شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.

دیدگاهتان را بنویسید