تشخیص عملکرد جزیره‌ای شبکه‌های توزیع در شرایط نامتعادلی و حضور تولید پراکنده

به گزارش "برق نيوز" امروزه بهره برداری از منابع تولید پراکنده در شبکه­های توزیع به دلیل تنوع و مزایای متعدد درحال افزایش است. با وجود این مزایا، منابع تولید پراکنده مشکلاتی را نیز در شبکه­ های توزیع به وجود می­آورند. یکی از این مشکلات، بروز پدیده جزیره­ای شدن است.

از آنجا كه جزيره­اي شدن، اثرات منفي در حفاظت و عملكرد سيستم توزيع دارد، ايجاد جزيره بايد بطور موثري تشخيص داده شده و در چنین حالتی واحد توليد پراكنده ازسيستم توزيع جدا گردد. روش­های بسياري جهت تشخيص حالت جزیره­ای شبکه پيشنهاد گرديده که در همه آنها شبکه به صورت متعادل فرض شده است.

 به همین دلیل، در این مقاله سیستم آزمون مورد مطالعه، شبکه­ای نامتعادل بوده که تشخیص جزیره در این شرایط بسیار مهم و در عین حال پیچیده خواهد بود. مدل­سازی شبکه 13 شینه IEEE به عنوان سیستم آزمون در نرم­افزار PowerFactory DigSilent انجام گرفته است.

سپس جایابی منابع تولیدات پراکنده با هدف حداقل نمودن تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ به روش مستقیم انجام گرفته و بعد از نصب DG، با استفاده از روش تغییرات دامنه­ی ولتاژ، کارکرد جزیره­ای سیستم تشخیص داده می­شود.

جهت اعمال این روش، تفاوت­های ایجاد شده در مشخصات سیستم در دوحالت عملکرد عادی و جزیره­ای DG مد نظر قرار گرفته است. نتایج بدست آمده، قابلیت روش پیشنهادی را بطور مطلوب نشان می­دهد.

در اين پژوهش نتايج زير حاصل گرديده است:

به­ کار بردن روش­های اکتیو برای تشخیص کارکرد جزیره­ای شبکه بسیار موثر است. اما چون این روش­ها برای تشخیص جزیره، نیاز به تاثیر مستقیم روی سیستم قدرت دارند، مشکلاتی همچون اضافه­ جریان، کاهش کیفیت توان و ... را ایجاد می­کنند.

زیرا توان راکتیو و اکتیو تزریقی بایستی به اندازه­ی کافی بزرگ باشد تا رله ­های زیر/ بالا فرکانسی به ­طور کامل برای تشخیص کارکرد جزیره­ای عمل کنند. روش­های پسیو می­توانند از این مشکلات جلوگیری کنند و عموما به­ کارگیری آن ها کم هزینه­تر خواهد بود. اما تضمینی برای رسیدن به پاسخ در تمام شرایط جزیره­ای وجود ندارد.

مزیت مهم روش تغییرات دامنه­ی ولتاژ، آن است که هیچ تداخلی در کارکرد سیستم قدرت ندارد. زیرا ارسال خطای کوچک دامنه­ ی ولتاژ تولیدی به­ اندازه­ای نیست که تاثیر محسوسی در سیستم قدرت ایجاد کند.

نتایج مطالعات عددی نشان می­دهد که درحالت کارکرد موازی DG با شبکه، درصورتی­که دامنه­ی ولتاژ داخلی واحد DG را تغییر دهیم، میزان تغییر در ولتاژ نقطه­ی اتصال جزیره به شبکه اصلی نسبت به حالت کارکرد جزیره­ای کمتر است. بنابراین، روش تغییرات دامنه­ی ولتاژ با مشاهده این اختلافات در ولتاژ نقطه­ی اتصال جزیره و شبکه می­تواند پدیده ­ی کارکرد جزیره­ای را به وضوح نشان دهد. نتایج مطالعات و شبیه­ سازی انجام گرفته در این مقاله که برای شبکه توزیع نامتعادل مدل شده است، عملکرد مطلوب روش ارایه شده را نشان می­دهد.

منبع: پانزدهمین کنفرانس مهندسي برق ایران.  نویسنده ها:

مهدی میرزایی
حسین افراخته
مهرداد عابدی