مولفههای پخش بار و عوامل موثر بر تنظیم ولتاژ با منابع تولید پراکنده + دانلود فایل ورد word فایل pdf
سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: تحلیل پخش بار برای بررسی پروفیل ولتاژ، جریان خطوط و تلفات استفاده میشود. در واقع این پارامترها را میتوان شاکله و هسته سیستم قدرت دانست که توسط تحلیل پخش بار بررسی میشود. از طرفی دیگر حضور منابع تولید پراکنده در شبکههای توزیع سبب اثر گذاری زیادی روی شبکه خواهد شد. این عوامل به علت گستردگی زیادی که دارند مقولههای وسیعی را تحت پوشش خود خواهند گرفت. در این فصل ابتدا تاثیراتی که این منابع در رابطه با مقوله پخش بار شبکه خواهند گذاشت بررسی خواهند شد. مهمترین تاثیر منابع تولید پراکنده روی پروفیل ولتاژ و جریان خطوط شبکه خواهد بود که بصورت مبسوط بررسی خواهد شد. در واقع میتوان مهمترین تاثیر DG در شبکه های توزیع را اضافه ولتاژ دانست.
اضافه ولتاژی که اکثراً به دلیل تغییر جهت جریان و تنظیمات رایجی که در شبکههای سنتی توزیع لحاظ میشود اتفاق میافتد. واقعیت آن است که تغییر جهت جریان عبوری از خطوط میتوانند پروفیل ولتاژ را دستخوش تغییرات فراوانی بکنند که اضافه ولتاژ یکی از آنهاست. تاثیراتی که این تغییرات بر روی ادوات تنظیم ولتاژ شبکه میگذارد یکی دیگر از مهمترین تاثیرات DG در شبکههای توزیع میباشد. مولدهای تولید ژراکنده میتوانند به صورتهای مختلفی وارد مدار شود که هر کدام از مدهای عملکردی آنها میتواند تاثیر خود را داشته باشد. اگر چه استاندارد تنظیم ولتاژ توسط DG را کرده است. اما با این وجود در شرایطی که یک توافق دو طرفه بین بهرهبردار شبکه و صاحب DG وجود داشته باشد این وسایل میتوانند در مد کنترل ولتاژ یعنی PV وارد مدار شده و به تنظیم ولتاژ کمک کنند.
با توجه به تغییر بار شبکه معمولا برای آنکه بدترین حالت شبکه از نظر پروفیل ولتاژ و جریان خطوط بررسی شود، مطالعه پخش بار در شبکههای سنتی معمولا با ماکزیمم بار گذاری انجام میشود. حضور منابع تولید پراکنده و اینکه امکان خروج آنها نیز وجود دارد باعث شده که بررسی شرایط مختلف شبکه نیازمند مطالعه پخش بار شبکه در سناریوهای مختلف باشد. این سناریوها و اهداف آنها به تفصیل در این فصل بررسی میشود. بنابراین در این فصل سعی میشود مطالعات موردنیاز شبکه برای اتصال منابع تولید پراکنده از دید پخش بار مورد بررسی قرار گیرد و نیازمندیها و الزامات آن مشخص شود.
۱- مولفههای مورد مطالعه پخش بار
پخش بار بعنوان یکی از مطالعات اساسی شبکه معمولا برای بررسی سه پارامتر مهم شبکه بکار میرود این سه پارامتر شامل پروفیل ولتاژ، جریان خطوط و تلفات شبکه است. هر یک از این پارامترها محدودیتهای بهرهبرداری و طراحی شبکه را از یک جنبه بررسی میکنند که میتوان آنها را بصورت زیر بیان کرد:
۲-۱ جریان خطوط
در شبکههای قدرت یکی از پارامترهای که باید بررسی شود توانایی انتقال توان خطوط مختلف میباشد. هادیهای مورد استفاده در شبکههای توزیع بر اساس استانداردهای موجود طراحی شدهاند و هر یک از آنها با توجه به شرایط محیطی و سایر عوامل موثر توانایی عبور جریان محدودی را دارند و عبور جریان بیش از این مقدار میتواند به هادی آسیب جدی برساند. از اینرو بعد از همگرا شدن نتایج پخش بار باید جریان خطوط مختلف از نظر عبور اضافه جریان بررسی شود. یعنی بر اساس منحنی بارپذیری هادی و نتایج پخش بار مناسب بودن هادی انتخاب شده بررسی میشود. منحنی بارپذیری هادیهای مختلف تحت شرایط محیطی فیزیکی متفاوتی ارائه شدهاند که باید مد نظر قرار گیرد.
همچنانکه در فصل قبل بیان شد مطالعه پخش بار باید در فازهای مختلف طراحی شبکه یا به منظور بررسی مانورهای احتمالی انجام گیرد. در هر یک از این مراحل نحوه برخورد با محدودیتهای جریانی شبکه میتواند متفاوت باشد. در فاز طراحی طراح براحتی میتواند با استفاده از هادیهای مناسبتر طرح خود را در همان گام اول اصلاح کند. البته به اینکه طراحی در چه فازی باشد نیز بستگی دارد. اما در حالتهای مانور روی شبکه میتواند محدودیتهایی برای بهرهبردار ایجاد کند.
۲-۲ پروفیل ولتاژ
ولتاژ بعنوان یکی از مهمترین پارامترهای شبکههای قدرت بسیار متنوع بوده و بر اساس سطوح ولتاژ سیستمهای قدرت به چهار دسته زیر تقسیم میشوند که عبارتند از:
۱) فشار ضعیف: این سطح به محدوده ولتاژ بین صفر ولت تا ۱۰۰۰ ولت اتلاق میگردد. این سطح در ایران شامل سطح ۴۰۰ ولت میباشد.
۲) فشار متوسط: سطح فشار متوسط به محدوده بین ۱ کیلوولت تا ۵۰ کیلو ولت اتلاق میگردد. این سطح در ایران شامل ۱۱، ۲۰ و ۳۳ کیلوولت میباشد.
۳) فشار قوی: این سطح ولتاژ به محدوده بین ۵۰ تا ۲۳۰ کیلوولت گفته میشود که در ایران از این سطح ولتاژهای ۶۳، ۱۳۲ و ۲۳۰ کیلوولت وجود دارند
۴) فوق فشار قوی: سطح ولتاژ فوق فشار قوی به ولتاژهای بیشتر از ۲۳۰ کیلوولت اتلاق میگردد و در شبکه ایران تنها خطوط ۴۰۰ کیلوولت در این سطح قرار میگیرند.
اگر چه سطوح ولتاژ مختلفی در شبکه های قدرت میتوان یافت، اما محدوده مجاز تغییرات هر یک از این سطوح در شبکه بسیار محدود بوده و استانداردها معمولا تنها اجازه تغییرات ناچیزی در حدود ۵ درصد مقدار نامی را میدهند.
پروفیل ولتاژ شبکه که معمولا ولتاژ قسمتهای مختلف شبکه را برحسب زمان نشان میدهد اولین و مهمترین مولفهای است که از خروجی نتایج پخش بار استخراج میشود. در واقع پروفیل ولتاژ یک شبکه میتواند بیانگر بسیاری از مزایا و معایب شبکه باشد. این مزایا و معایب میتواند شامل تعیین نقاط قدرت و ضعف شبکه، تعیین امکان بارگذاری جدید و ... باشد. در بررسی پروفیل ولتاژ محدودههای بالا و پایین دامنه ولتاژ از اهمیت بسیار بالایی برخوردار بوده و این نقاط محدودیتهای شبکه را تعیین میکنند این دو محدودیت را بصورت زیر میتوان تشریح کرد:
۲-۲-۱ افت ولتاژ
انتقال توان در یک شبکه قدرت همواره با افت ولتاژ یا تلفات ولتاژ همراه میباشد. از طرفی دیگر لوازم و اداواتی که به شبکه توزیع وصل میشوند قابلیت کار در هر محدودهای از ولتاژ را ندارند و باید در یک محدوده استاندارد کار کنند. از اینرو استاندارهای موجود، شرکتهای توزیع را ملزم به نگه داشتن ولتاژ در یک محدوده مشخص میکند. طبق استاندارد مجاز در شبکههای توزیع ایران حد پایین ولتاژ نباید از ۹۵ درصد مقدار نامی کمتر شود. این محدودیت باعث میشود که افت ولتاژ به یکی از مشکلات شبکههای توزیع تبدیل گردد.
در شبکههای توزیع سنتی، شبکه انتقال از طریق پست فوق توزیع به شبکه توزیع متصل میشود. همچنان که در فصل قبل تشریح شد این شبکه میتواند نقش شین بینهایت را برای شبکه توزیع داشته باشد. در یک شبکه توزیع توان الکتریکی از پست فوق توزیع توسط فیدرهای شعاعی فشار متوسط به سر پستهای توزیع منتقل شده و بعد از تقویت توسط تپ آفلاین ترانسفورماتورهای این پستها از طریق فیدرهای فشار ضعیف به مشترکین تحویل داده میشود. در هر یک از این دو بخش ولتاژ دچار افت خواهد شد و با توجه به رابطه (۳-۱۰) اگر فیدرها طولانی بوده و توان انتقالی نیز زیاد باشد آنگاه ممکن است که شبکه با مشکل افت ولتاژ مواجه شود و این میتواند به یکی از مشکلات عمده شبکه تبدیل شودکه شرکتهای توزیع باید راه چارهای برای آن پیدا کنند. این مشکل وقتی تشدید میشود که شبکه در ساعات پیک مصرف مورد بهرهبرداری قرار گیرد. در حالت کلی میتوان پروفیل ولتاژ از سر پست فوق توزیع تا سر بارهای مصرف کننده را بصورت شکل ۳-۳ نشان داد. در این شکل ترانسفورماتور پست فوق توزیع دارای تپ چنجر اتوماتیک و ترانسفورماتور پست توزیع دارای تپ چنجر آفلاین میباشد.
برای جبران افت ولتاژ در طول فیدر راههای متفاوتی وجود دارد. یکی از روشهای ساده و البته خیلی موثر که همواره در مراحل اولیه طراحی مدنظر قرار میگیرد تقویت شبکه میباشد. استفاده از هادیهای با مقاومت کمتر همچنان دیده می شود میتواند افت ولتاژ شبکه را کاهش دهد. همچنین در همان مراحل اولیه طراحی، تنظیم تپ ترانسفورماتورها روی مقادیر ماکزیمم میتواند باعث تقویت ولتاژ شبکه شود. سایر راههای جبران افت ولتاژ را میتوان بصورت زیر نام برد:
۱) جبرانسازی توان راکتیو
۲) استفاده از تنظیم کنندههای ولتاژ
۳) متعادل سازی بار
۲-۲-۲ افزایش ولتاژ
افزایش ولتاژ به معنای فراتر رفتن ولتاژ مشترکین از ماکزیمم ولتاژ قابل قبول میباشد. بنا بر استاندارد ایران ولتاژ تحویلی به مشترکین نباید از ۰۵/۱ پریونیت که معادل ۲۴۲ ولت برای مشترکین تکفاز میباشد، فراتر رود. در شبکههای توزیع سنتی احتمال وقوع افزایش ولتاژ بسیار کم میباشد مگر آنکه تپ چنجرهای ترانسفورماتورهای فوق توزیع و توزیع همراه با خازن گذاری غیر فنی در شبکه باعث ایجاد افزایش ولتاژ در ساعات کاهش مصرف شود. در واقع یک طراحی ساده و مهندسی به راحتی میتواند افزایش ولتاژ را کنترل کند. برای بررسی اثر خازن گذاری بر شبکههای توزیع شکل ۳-۴ که در آن یک خازن به شبکه فشار ضعیف متصل شده است، بررسی می شود. در این شکل توان راکتیو Qc توسط خازن به شبکه تزریق می شود.
مقدار افت ولتاژ منفی خواهد شد یعنی ولتاژ شین بار از ولتاژ پست توزیع بیشتر شده و، چون معمولا تپ چنجر آفلاین پست توزیع برای جبران افت ولتاژ در ساعات پیک روی ماکزیمم تنظیم میشود در نتیجه بار دچار اضافه ولتاژ خواهد شد. معمولا این حالت در ساعتهای کم باری و شبکههایی که از بانکهای خازنی بزرگ استفاده میکنند، بوجود خواهد آمد.
مهمترین راهکار برای مواجه با افزایش ولتاژ را میتوان طراحی مهندسی دقیق دانست. در واقع اگر قرار باشد که در شبکه خازن گذاری انجام شود باید مطالعه دقیقی روی مقدار و محل خازن گذاری انجام شود. همچنین باید هماهنگی لازم بین خازن و تپ چنجرهای شبکه انجام شود.
۲-۳ تلفات شبکه
انتقال توان الکتریکی از طریق خطوط انتقال یا توزیع همواره همراه با تلفات میباشد. عامل ایجاد تلفات در شبکههای قدرت مقاومت الکتریکی میباشد. اگر در شکل ۳-۱ همچنان که نشان داده شده است جریان I از هادی عبور کند
تلفات هر شبکهای را میتوان با کمک تحلیل پخش بار بدست آورد. در واقع یکی از پارامترهای خروجی مطالعه پخش بار تلفات شبکه میباشد. در فصل قبل در معرفی شین مرجع بیان شد که یکی از وظایف این شین جبران تلفات شبکه میباشد. بنابراین اگر روش استفاده شده برای پخش بار از یک شین مرجع متمرکز برای جبران تلفات شبکه استفاده کند آنگاه تلفات شبکه به توان تزریقی که این شین در حالت بدون تلفات شبکه تولید میکند افزوده می شود. اگر پخش بار با استفاده از شین مرجع توزیع شده انجام گیرد هر یک از شینهای دارای ژنراتور میتوانند قسمتی از تلفات شبکه را جبران کنند. این روش به دلیل نزدیک شدن تولید به مصرف تلفات شبکه را نیز تا حدودی کاهش میدهد.
البته، چون در شبکه های توزیع عملا شبکه تنها از طریق شبکه انتقال و پست فوق توزیع تغذیه میشود و ژنراتور مستقلی که بتواند جبران قسمتی از تلفات شبکه را بعهده بگیرد وجود ندارد، امکان استفاده از شین مرجع توزیع شده وجود ندارد.
برای دانلود فایل کامل لینک زیر را کلیک نمایید
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.