کاربرد روش های تطبیقی در ریزشبکه ها به صورت تحلیلی

سیستم های کنترل تطبیقی برای مدل هایی که با تغییرات پارامتر (پارامترهای) سیستم همراهند کاربرد دارد ، در تئوری کنترل از این دست مدل ها با عنوان مدل های نامعین تعبیر می شود ، چیزی که مسئله اساسی در این حین می باشد بحث حساسیت سیستم به پارامتر نامعین مورد نظر است ، در یک مدل دینامیکی همراه با کنترلر ، برخی از پارامترها حساسیت بالایی روی سیستم ایجاد می کنند و در نتیجه تغییر آن ها باعث نوسانات و یا حتی تغییر در مقادیر ماندگار سیستم نیز شود .

یک ریزشبکه مجموعه ای از سیستم های تولید پراکنده تجدیدپذیر می باشد که در لینک های AC و DC با یکدیگر کوپل شده اند و بارهای خطی و غیرخطی را تغذیه می کنند ، در این بین پارامترهای نامعینی همچون میزان توان تولیدی هر یک از منابع احتمالی نظیر توربین بادی و سلول خورشیدی یا سیستم ذخیره ساز به لحاظ در نظر گرفتن سایز و عمر سلول ها یا میزان بار تغذیه شده همگی می توانند همراه با نامعینی باشند .

نامعینی های ذکر شده در مبحث سیستم های قدرت تحت عنوان قابلیت اطمینان سیستم در حفظ متغیرهای ولتاژ و فرکانس بیان می شود به گونه ای که هر اندازه شاخص متشکل از متغیرهای اساسی ولتاژ و فرکانس به مقادیر قابل اطمینان خود نزدیک باشند .

در واقع تابع هزینه سیستم ریزشبکه از میزان هزینه واحدها و تنظیم بودن مقادیر ولتاژ و فرکانس با مقادیر رفرنس بیان می شود .

آنچه در مفهوم شماتیکی بیان شد در قضیه بررسی تحلیلی سیستم های ریزشبکه با استفاده از مدل های خطی برای سیستم های هیبریدی بیان می شود و نیاز است تا در طراحی بتوانیم پارامترهای نامعین را همگام با سیستم تخمین زده و در سیستم کنترلی از مقادیر بروز استفاده شود .

البته راه حل دیگر در بررسی این موضوع با استفاده از تئوری کنترل مقاوم بیان می شود که در آن جا این مسئله با در نظر گرفتن بازه ها برای مقادیر نامعین کران دار قابل حل می باشد .

مبحث ریزشبکه ها از جمله مباحث جدیدی می باشد که در آن ارتباط بین قدرت و کنترل بسیار محسوس می باشد . در پایان نامه های جدید و پروژه های بررسی شده در هر دو زمینه قدرت و کنترل ارائه راه حل در خصوص نامعینی های پارامتری سیستم های هیبریدی از مباحث جدید و کارامد می باشد که توجهات زیادی را به خود جلب کرده است .

در ادامه مطلب چندین مقاله جدید در موضوعیت این مسئله قرار داده شده است .

ادامه نوشته

کنترل و جبران سازی توان راکتیو با استفاده از مجموعه ادوات FACTS در شبکه قدرت

کنترل و جبران سازی توان راکتیو در سیستم های قدرت یکی از مسائل مهم در مطالعات سیستم های قدرت است و تحقیقات متعددی در زمینه کنترل توان راکتیو آن ها صورت گرفته است.در روش هایی که تا کنون به منظور کنترل  و جبران سازی توان راکتیو سیستم های قدرت صورت گرفته است،می توان به تزریق توان راکتیو توسط ادوات FACTS ،استفاده از بانک های خازنی سوئیچ شونده، استفاده از کندانسورهای سنکرون،استفاده از ژنراتورهای القایی دو سو تغذیه(DFIG) اشاره نمود. 

با استفاده از ژنراتور القایی دو سو تغذیه (DFIG) می توان توانایی کنترل مستقل توان های اکتیو و راکتیو را با کنترل جریان روتور داشت و می توان از این ژنراتور به عنوان جبران ساز توان راکتیو استفاده کرد.با استفاده از STATCOM ، می توان باعث تنظیم ولتاژ خروجی سیستم قدرت و بهبود پروفیل ولتاژ و پایداری ولتاژ در مقابل خطاهای گذرای سیستم شد.کنترل دائمی توان راکتیو به صورت دینامیکی پروفیل ولتاژ سیستم قدرت را در حد مطلوب  نگهداری می نماید.

در شکل زیر شماتیک و بخش های مختلف یک ژنراتور القائی تغذیه دوگانه نشان داده شده است .

شماتیک کلی یک DFIG

شرط لازم در جبران سازی توان راکتیو برای مجموعه توربین بادی و DFIG پایداری مجموعه می باشد که بایستی به صورت کامل برقرار باشد به منظور این دست یابی به این مهم در اغلب تحقیقات و پایان نامه های برق قدرت شبکه مورد نظر در هماهنگی با ادوات FACTS همچون STATCOM (جبران ساز استاتیکی) یا UPFC (جبران ساز همه منظوره) قرار می گیرد ، این ادوات به لحاظ تجزیه مدال سیستم و آنچه که در شبیه سازی ها نشان می دهد پایداری سیستم را با توجه به تحلیل مقادیر ویژه و بهبود عمل جبران سازی بالا می برد .

توان راکتیو یک از مهمترین عوامل حائز اهمیت در طراحی و بهره برداری سیستمهای قدرت الکتریکی جریان متناوب از دیر باز مورد توجه بوده است .در یک بیان ساده و بسیار کلی می توان گفت از آنجایی که امپدانس های اجزاء سیستم قدرت بطور غالب راکتیو می باشند،انتقال توان اکتیو مستلزم وجود اختلاف زاویه فاز بین ولتاژهای ابتدا و انتهای خط است.درحالی که برای انتقال توان راکتیو لازم است که اندازه این ولتاژها متفاوت باشد. بنابراین باید توان راکتیو در بعضی از نقاط سیستم تولید و سپس به محل های مورد نیاز منتقل شود.اما به چه دلیل می خواهیم توان راکتیو راانتقال دهیم؟ جواب این است که نه تنها اغلب اجزاء سیستم توان راکتیو مصرف می کنند بلکه اکثر بارهای الکتریکی نیز توان راکتیو مصرف می کنند. بنابراین توان راکتیو مصرفی بایستی از محلی تامین گردد. اگر قادر نباشیم آن را به سهولت انتقال دهیم آنگاه بایستی در محلی که مورد نیاز است آن را تولید نماییم.
همانطورکه گقتیم انتقال توان اکتیو مستلزم جابجایی فاز و ولتاژها می باشد.لیکن مقدار ولتاژها نیز به همین منوال حائز اهمیت است. مقدار آنها نه تنها بایستی بقدر کافی بالا باشد که بتواند بارها را حمایت نماید،بلکه بقدر کافی پایین باشدکه بتواند که منجر به شکست عایقی تجهیزات عایق نگردد. بنابراین بایستی ، در صورت لزوم ولتاژها را در نقاط کلیدی کنترل کرده و یا حمایت یا محدودیتی را به آن اعمال کنیم. این عمل کنترل می تواند در سطح وسیعی بوسیله تولید یا مصرف توان راکتیو در نقاط کلیدی صورت گیرد.در عمل تمام تجهیزات یک سیستم قدرت برای ولتاژ مشخصی،ولتاژنامی ، طراحی می شوند. اگر ولتاژ از مقدار نامی خود منحرف شود ممکن است باعث صدمه رساندن به تجهیزات سیستم ویا کاهش عمر آنها گردد. برای مثال گشتاور یک موتور القایی با توان دوم ولتاژترمینالهای آن متناسب است. بنابراین تثبیت ولتاژ نقاط یک سیستم قدرت کاملاً ضروری است. بدیهی است که کنترل ولتاژ تمام نقاط سیستم از لحاظ اقتصادی عملی نمی باشد.از طرف دیگر کنترل ولتاژدر حد کنترل فرکانس ضرورت نداشته و در بسیاری از سیستمهای خطای ولتاژ در محدوده تنظیم می شود.توان راکتیو مصرفی بارها در ساعات مختلف در حال تغییر است ،لذا ولتاژ و توان راکتیو باید دائماً کنترل شوند. در ساعات پربار بارها قدرت راکتیو بیشتری مصرف می کنند و نیاز به تولید قدرت راکتیو زیادی در شبکه می باشد.اگر قدرت راکتیو مورد نیاز تامین نشود اجباراً ولتاژ نقاط مختلف شبکه کاهش یافته و ممکن است از محدوده خارج شود.

پروژه - پایان نامه انجام شده در زمینه قدرت (شماره 5)

مطالعه پیرامون پایداری دینامیکی ریزشبکه :

میکروگرید یا ریزشبکه به مجموعه ای از منابع تولید پراکنده شامل توربین بادی ، سلول خورشیدی و پیل سوختی و همینطور منابع ذخیره ساز انرژی گفته می شود که با اتصال به ماشین های سنکرون و آسنکرون و همینطور از طریق های مبدل های الکترونیک قدرت همچون باک و بوست به بارهای موجود در ریزشبکه متصل می شوند و آن را تغذیه می نمایند . در حالت معمول این ریزشبکه بدون پشتیبانی منبع اصلی شبکه قدرت کار می کند و به صورت مستقل عمل می کند و گاها در زمان های مشخص و تحت سناریوهایی از جمله خطا در شبکه اصلی می تواند جدا شده (جزیره ای شده) و به کار خود ادامه دهد .

نحوه ترکیب و شکل بندی منابع و استفاده از مبدل های مختلف و اینترفیس های گوناگون بالتبع شرایط پایداری مختلفی را برای شبکه رقم خواهم زد و نوسانات سیستم در حالت گذرای خود (حالت اولیه) و دائم را تغییر خواهد داد .

در این پروژه پایان نامه مهندسی برق قدرت با مدلسازی هر یک از منابع در حوزه فرکانس کوچک و بدست آوردن معادلات حالت آنها نسبت به یافتن مقادیر ویژه ریزشبکه اقدام شد و در حالات مختلف مقایسات خروجی از طریق محاسبات عددی و شبیه سازی ها بعمل آمده است .

پروژه - پایان نامه انجام شده در زمینه قدرت (شماره 4)

ارزیابی قابلیت اطمینان در یک شبکه قدرت برای دوره کوتاه مدت و بلند مدت با اثرگذاری بالا در بخش تامین توان با توربین بادی :

سیستم های تولید توان پراکنده  از نوع انرژی نو دارای نوسان توان بالایی می باشند و تولید توان آنها در حالت کلی غیرقابل پیش بینی است ، در این پایان نامه هدف ارزیابی و مدیریت قابلیت اطمینان در یک سیستم توان می باشد که از مزرعه بادی برای تامین توان خود در نواحی قابل پوشش و بارهای تغییر پذیر استفاده می کند . 

مدیریت قابلیت اطمینان در سیستم های توان به منظور هماهنگ سازی و متعادل نمودن تولید و مصرف امری ضروری است و نیاز است تا شرکت های خدماتی به منظور تامین کاهش و افزایش توان و به صورت کلی در تامین کیفیت توان شبکه از این مسئله آگاهی کامل داشته باشند . 

آنچه که این پروژه پایان نامه برق قدرت  را از انواع مشابه آن متمایز می سازد ساختار تغییر پذیر با زمان آن می باشد ، روش های انجام شده در این زمینه غیروابسته به زمان می باشند و پیشرفت حاصل در این زمینه نیز قابل توجه بوده است ، اما آنچه در این میان اهیمت دارد وجود اندیس های مختلف در قابلیت اطمینان و تامین توان برای منابع تولید احتمالی می باشد که در حال تغییر در زمان می باشند و به نوعی متغیر حالت محسوب می شوند ، تغییرات فصلی ، تغییرات بار و تغییر قابلیت اطمینان ادوات از جمله شاخص های بلند مدت و میان مدت و تغییرات بار روزانه و تولید در ساعات مختلف روز از شاخص های کوتاه مدت تغییر پذیر در زمان می باشند .

بنابراین نیاز به تکنیکی که بتواند این تغییرات را در خود گنجانده و یک تابع تغییر پذیر با زمان و دقیق برای تغییرات قابلیت اطمینان ارائه دهد امری ضروری است .