خازن گذاری در شبکه

جبران سازی توان راکتیو و استفاده از منابع توان راکتیو محلی،یکی از مباحث قدیمی و بسیار پر سابقه در مطالعات شبکه قدرت است. در این زمینه متون کلاسیک و مقالات بسیاری در کشور منتشر شده است که به همین دلیل در اینجا ، از بحثهای پایه ای مر بوط به آن صرفنظر میکنیم. اما به نظرم بیان نکات زیر در این زمینه خالی از لطف نیست:

1. در استفاده از خازن بعنوان یک منبع جبرانسازتوان راکتیو محلی، یکی از تابع هدفهای اصلی  کاهش تلفات شبکه است.(علاوه بر بهبود پروفایل ولتاژ )
2. قید اصلی در تعیین تعداد و ظرفیت بانکهای خازنی مورد استفاده ، مقایسه منافع ناشی از کاهش تلفات با هزینه های ناشی از خرید تجهیزات،هزینه های نصب  و ... است.
3. برای انجام محاسبات فوق میبایست قیمت هر یک کیلووات توان تولیدی در شبکه موجود محاسبه شود و با توجه به قیمت تمام شده هر کیلو/مگا وار ظرفیت خازنی نصب شونده در شبکه، نقطه سربه سری هزینه ها (که در واقع نقطه مینیمم تابع هدف کاهش تلفات است) بعنوان شاخص حداقل در تصمیم گیری محاسبه شود.
4. با توجه به مطالعات پخش بار و خازن گذازی در نقاط مختلف شبکه و با توجه به شاخص فوق ، تعداد ، ظرفیت و محل بهینه بانکهای خازنی محاسبه و نهایی میشوند...(ادامه دارد)

 

 

وابستگی فرکانسی مدلهای سیستم قدرت

 دکتر جی. مارتی در سال 1981 میلادی تز دکترای خود را تحت عنوان "مساله وابستگی فرکانس در مدلسازی خطوط انتقال یا The problem of frequency dependence in transmission line modelling " در دانشگاه بریتیش کلمبیای کانادا ، ارایه نمود. دکتر جی مارتی نشان داد که در مطالعه گذرای پدیده هایی که جریان و ولتاژهای توالی صفر دارای مقدارقابل توجهی هستند (مثل خطاهای فاز به زمین) استفاده از مدلهای وابسته به فرکانس پاسخهای بسیار نزدیکتری به اندازه گیریهای میدانی بدست میدهند.همچنین نتایج بدست آمده از این تحقیق، نشان میدهند که  تغییرات امپدانس مشخصه توالی صفر خط نسبت به تغییرات فرکانس بسیار بیشتر از تغییرات امپدانس مشخصه توالی مثبت خط است.

راه اندازی ژنراتور:

راه اندازی ژنراتور یکی از موارد مهم و بسیار پیچیده در مطالعات حالت گذرا است. اهمیت و پیچیدگیهای این موضوع را میتوان در موارد زیر خلاصه نمود:

1.       در طول مدت راه اندازی پارامترهای ژنراتور ثابت نیستند و تابع تغییرات سرعت  ژنراتور خواهند بود. بنابراین در طی این دوره تحلیل میبایست تمامی پارامترهای ژنراتور مجددا محاسبه شوند. همچنین ممکن است نیاز شود تا مسایلی نظیر اشباع بصورت همزمان در تحلیل گنجانده شوند.

2.       در راه اندازیهای اضطراری (مانند راه اندازی بعد از قطعی گسترده در شبکه) ولتاژ مورد نیاز برای راه اندازی واحد می بایست از یک منبع اضطراری خارجی تامین شود.

3.       موتورهایی که در سیستمهای جانبی می بایست راه اندازی شوند، در راه اندازیهای اضطراری عموما در شرایطی بکار گرفته میشوند که مقادیر ولتاژ و فرکانس شبکه پایین تر از مقادیر نرمال خود می باشند. بنابراین ممکن است در تحلیل راه اندازی ژنراتور لازم باشد که مدلهای خاصی جهت لحاظ کردن شرایط غیر طبیعی فرکانس و ولتاژ در راه اندازی موتورها بکار گرفته شوند.

4.        تمامی امپدانسهای سیستم باید با توجه به مقدار لحظه ای فرکانس و تغییرات آن مدل شوند.

5.       برای تحلیل دقیق راه اندازی ژنراتور، معمولا به مدلهای پیچیده تر  و دقیقتر سیستم توربین - گاورنر و سیستم تحریک نیاز می باشد.

 

بطور خلاصه میتوان گفت ثابت نبودن فرکانس و تاثیر تغییرات این پارامتر بر تمامی دیگر متغیرها، باعث میشود تا تحلیل رفتار ژنراتور در طول دوره راه اندازیهای اضطراری از اهمیت و پیچیدگی های خاص خود برخوردار شود.

مدلی از توربین گاورنر هیدرولیکی

همچنانکه در مطالب پست شده قبلی ذکر شد در برخی مطالعات پایداری گذرای نیروگاههای برق آبی نیازمندیم تا عملکرد تجهیزاتی نظیر مجموعه توربین گاورنر را به دقت شبیه سازی کنیم.در لینک زیر مدل یک نمونه توربین گاورنر هیدرولیکی شرکت Woodward آورده شده است. امیدوارم که مفید باشد: 

http://i20.tinypic.com/2v2fbrs.jpg

 

دقت پاسخهای ETAP :

گروه مطالعه و تحقیق موسسه ETAP ، به منظور معرفی هر چه بیشتر محصول خود به کاربران ،مقایسه ای بین  پاسخهای بدست آمده از نرم افزار ETAP  روی مسایل  مطرح شده درکتابهای کلاسیک قدرت نظیر:" تحلیل کامپیوتری سیستم قدرت تالیف داهار"، "پایداری و کنترل سیستمهای قدرت تالیف فواد و اندرسون" و نیز مواردی از مثالهای استاندارد IEEE و IEC ، انجام داده است که نتایج آن بطور خلاصه به شرح زیر است:

1.       در مطالعات پخش بار و مطالعات اتصال کوتاه،حداکثر 1% اختلاف بین پاسخها در موارد مختلف مشاهده شده است.

2.       در مطالعات اتصال کوتاه توام با مقاومت قوس جرقه خطای پاسخها بسیار کمتر است.    (0.001%)

3.       در مطالعات پایداری حالت گذرا-بویژه در مطالعات و مسایل مربوط به موتورها- پاسخهای نرم افزار به اندازه گیریهای میدانی بسیار نزدیک است.

4.       در تحلیل هارمونیکی اختلاف پاسخها کمتر از 1% بوده است.

 

مدل غیرخطی توربین

استاندارد IEEE مدل غیر خطی زیر را برای مدلسازی مجموعه توربین و بررسی رفتار دینامیکی نیروگاههای برق آبی پیشنهاد میکند:

http://tinypic.com/view.php?pic=24pcs1y&s=2

سیستم کنترل هیدروتوربینها

مدلسازی دینامیکی نیروگاههای برق آبی و نحوه تاثیر گذاری آنها بر عملکرد شبکه نیازمند بررسی و تحلیل اجزای مختلفی نظیر : مجموعه ژنراتور ، توربین، گاورنر ، سیستم تحریک و ... است. مطالبی که در پی خواهد آمد به مجموعه توربین و گاورنر می پردازد:

1. کاملترین شیوه مدلسازی و توصیف این تجهیزات استخراج تابع تبدیل آنهاست که با داشن آن پاسخ سیستم در مواجهه با هر ورودی قابل پیش بینی است. البته ملاحظات و ایراداتی به این روش وارد هست که از حیطه بحث ما خارج است.
2. در این شیوه بررسی ، توربین و مجموعه متعلقات آن بعنوان یک تابع با وروردی "موقعیت دریچه" و خروجی "توان مکانیکی (گشتاور مکانیکی)" در نظر گرفته میشود. همچنین گاورنر به عنوان تابعی با ورودیهای"سرعت و توان" و خروجی "موقعیت دریچه" مدل میشود.
3. میتوان نشان داد که تابع تبدیل هیدروتوربینها، یک تابع غیر مینیمم فاز است یعنی دارای حداقل یک صفر در سمت راست محور jw است و در نتیجه خروجی توربین در لحظه اولیه ورودی را دنبال نمی کند. بنابراین لازم است تابع تبدیل گاورنر بگونه ای انتخاب شود که حلقه کنترلی مجموعه از سرعت و دقت پاسخ مناسب بهره مند باشد. 
4. انتخاب مشخصه های عملکردی گاورنر با توجه به رفتار توربین نهایی می شود که در بخشهای آتی،  پارامترهای مهم و نیز نحوه تاثیر گذاری این پارامترها بر عملکرد نیروگاه به بحث گذاشته خواهد شد. امیدوارم دوستان ما را در ادامه و تکمیل این بحث با ارایه نظرات خود یاری دهند

پایداری (قسمت دوم):

اگر به شبیه سازی و تحلیل حالت گذرا و زیر گذرای سیستم قدرت علاقه مند باشید، این مطلب براتون  خیلی جذاب خواهد بود:

 

 http://rapidshare.com/files/55089620/Equal_Circuit.bmp.html

پایداری (قسمت نخست):

مفهوم پایداری و نیز بررسی عوامل ناپایداری سیستم قدرت بخش بسیار بزرگی از مطالعات شبکه را به خود اختصاص می دهند. در این زمینه مطالب و مراجع بسیار معتبری وجود دارند . یکی از معتبرترین مراجع موجود به زبان فارسی در این زمینه کتاب پایداری و کنترل سیستمهای قدرت تالیف پروفسور کندور است که توسط آقایان دکتر سیفی و دکتر خاکی صدیق ترجمه شده است. اما در میان مباحث مختلف پایداری بررسی اغتشاشات مختلف سیستم قدرت و تحلیل آنها، یکی از مباحث بسیار جالب توجه در مطالعات سیستم است. با این مقدمه ، از این پس سعی میکنیم تا هر از گاهی مطلبی در این بحث ارایه کنیم. 

نخستین مطلب در این زمینه را از مطالعات پایداری منتشر شده توسط شرکت زیمنس - که سابقه طولانی در ساخت تجهیزات و نرم افزارهای مطالعه شبکه دارد - انتخاب نموده ام ، البته در برخی مراجع دیگر هم این مطلب آورده شده است . این مطلب  به محدوده فرکانسی گذرا های شبکه میپردازد. ساده است ولی مهمه: