بهبود امنیت دینامیکی سیستم قدرت در جزیره ای شدن شبکه برق

یکی از عواملی که پس از شکل گیری حوادث پی در پی و جزیره ای شدن منجر به خاموشی در جزیره ها می گردد ، فرو پاشی ولتاژ است عملکرد تپ چنجر زیر بار ترانسفورماتور های کاهنده و محدودساز جریان تحریک ژنراتورها ، نقش اصلی را در خاموشی هایی که به فروپاشی ولتاژ منتهی می شوند ، بعهده دارند.

بدین ترتیب که از یک طرف OLTC مانع کاهش تقاضای توان راکتیو بار در اثر افت ولتاژ شبکه می شود و از طرف دیگر محدود ساز جریان تحریک از تولید توان راکتیو بیش از حد مجاز برای مدت زمان طولانی توسط ژنراتور جلوگیری می کند و در نهایت این دو عامل در کنار یکدیگر منجر به فروپاشی ولتاژ در میان مدت می گردند .

بنابراین اگر برای تعدادی از بارهای موجود در این جزایر که شرایط ولتاژی بدتری دارند ، از جبران سازهای موازی توان راکتیو به گونه ای استفاده شود که در صورت بروز چنین حوادثی در شبکه بتوانند تمام یا بخشی از توان راکتیو مورد نیاز بار را تأمین کنند ، می توان از بروز فروپاشی ولتاژ جلوگیری کرد .فرآیند شناسایی بارهایی که لازم است جبران سازی موازی شوند در نمایش بلوکی زیر آمده است که در ادامه به تشریح آن می پردازیم :

1- مدلسازی سیستم قدرت ( نیروگاهها ، ترانسفورماتور ها و خطوط ) مورد مطالعه به همراه همه ی سیستم های کنترلی و حفاظتی تأثیر گذار در فرآیند دینامیکی شکل گیری خاموشی ( عمده ی این سیستم ها عبارتند از : رله های out of step ژنراتورها ، AVR ژنراتورها و محدود ساز جریان تحریک ، توربین گاورنر ژنراتورها ، رله ی فرکانس بالا و فرکانس پائین برای حفاظت از توربین واحد ها ، تپ چنجر زیر بار ترانسفورماتورهای کاهنده و در نهایت رله ی دیستانس خطوط.)

2- تعیین حالات مختلف بهره برداری از نظر حضور واحدهای تولیدی و خطوط در مدار ، سطح بارگذاری شبکه و چیدمان تولید ( این حالات همان حالت های سیستم قبل از خاموشی هستند . بهتر است تنوع این حالت ها به گونه ای باشد که تمام حالت های بهره برداری معمول شبکه را در بر بگیرد .)

3- تعریف خطاهای مختلف در نقاط مختلف شبکه برای هر یک از حالت های سیستم قبل از خاموشی که در مرحله ی قبل مشخص شدند .( این خطاها به خطاهای اولیه موسومند . )

4- انجام شبیه سازی ها و تعیین سناریو هایی که به دنبال خطای اولیه ( خطاهای مرحله ی 3 ) ، به حوادث پی در پی و جزیره ای شدن منجر می شوند .

5- تعیین جزیره هایی که به فروپاشی ولتاژ منتهی می شوند ( از بین نتایج مرحله ی 4 ) و مشخص کردن شین هایی که در این جزایر شرایط ولتاژی بدتری دارند .

6- انجام جبران سازی بر روی حداقل شین هایی که در صورت بروز حوادث اولیه بند 3 در حالات بهره برداری بند 2 ، می توانند از فروپاشی ولتاژ در جزیره ها جلوگیری کنند .

بدین ترتیب برای تعدادی از بارها خازن های موازی در نظر گرفته می شود که در صورت بروز حوادث پی در پی ، جزیره ای شدن و کاهش ولتاژ از یک مقدار حداقل ، وارد مدار شده و از فرو پاشی ولتاژ در جزایری که با کمبود توان راکتیو مواجه هستند ، جلوگیری می کند . اگر نظارت بر پارامترهای سیستم به صورت به هنگام صورت گیرد ، چون فروپاشی ولتاژهایی که مد نظر ما هستند بلند مدت هستند ، می توان ورود جبران سازهای موازی را مرحله به مرحله انجام داد تا زمانی که ولتاژ به حالت عادی برگردد.