استراتژی های مدیریت توان برای شبکه کوچک با واحد های توزیع تولید چندگانه

چکیده

فهرست اصطلاحات 

مقدمه

سیستم شبکه کوچک

شکل 1 : دیگرام تک خطی شبکه کوچک سیستم مورد مطالعه

استراتژی مدیریت توان یک شبکه کوچک

شکل 2 : بلوک دیاگرام n امین واحد DG واسط الکترونیکی

استراتژی مدیریت توان یک واحد DG واسط الکترونیکی

مدیریت توان حقیقی

شکل 3 : کنترل کننده های پیشنهادی توان حقیقی برای n امین واحد DG واسط الکترونیکی

مدیریت توان راکتیو

شکل 5 : استراتژی های کنترل توان راکتیو برای واحد DG واسط الکترونیکی الف) روش مشخصه کاهشی ولتاژ ب) روش تنظیم ولتاژ ج) روش جبران سازی توان راکتیو

شکل 6 : مشخصه کاهشی ولتاژ برای n امین و m امین واحد DG واسط الکترونیکی

مدل پویای سیگنال کوچک شبکه کوچک

شکل 7 : مدل سیگنال کوچک سیستم شبکه کوچک شکل 1

مجموعه نیروهای سیگنال کوچک

جدول 1 : نقطه کار برای سیستم شبکه کوچک شکل 7

حالت های نوسانی سیستم

جدول 2 : مقادیر ویژه مختلط سیستم برای مطلب 1 و 2

جدول 3 : ضرایب اشتراک حالت های سیستم

تحلیل حساسیت

شکل 8 : ترسیم حالت مکانیکی سیستم برای تغییرات توان حقیقی DG2/DG3 بین 0.3-MW/0.15-MW تا 2.1-MW/1.05-MW ( : ضریب جبران سازی توان راکتیو)

شکل 9 : ترسیم حالت نوسانی مربوط به مقادیر ویژه (5،6) برای تغییرات توان حقیقی DG2/DG3 بین 0.3-MW/0.15-MW تا 2.1-MW/1.05-MW (  : ضریب جبران سازی توان راکتیو)

شکل 10 : مکان هندسی مقادیر ویژه (3،4) ، (5،6) و (7،8) ( از DG2 از 001/0 به 2/0 تغییر می کند)

شکل 11 : مکان هندسی مقادیر ویژه (5،6) و (7،8) ( از DG3 از 001/0 به 2/0 تغییر می کند)

شکل 12 : مکان هندسی دو جفت مقادیر ویژه (5،6) و (7،8) (  از DG2 از 0001/0 تا 002/0 تغییر می کند)

شکل 13 : مکان هندسی دو جفت مقادیر ویژه (5،6) و (7،8) (  از DG3 از 0001/0 تا 02/0 تغییر می کند)

بحث

نتیجه گیری

مدل خطی کنترل کننده های توان حقیقی / راکتیو

ضمیمه الف

 بلوک مدیریت توان 

مدل پویای سیگنال کوچک یک واحد DG واسط الکترونیکی

ضمیمه ب

کنترل کننده جریان d-q

شکل 14 : کنترل کننده جریان d-q برای یک واحد DG واسط الکترونیکی

مدار قدرت

ضمیمه ج

مدل سیگنال کوچک یک واحد DG مرسوم

– این مقاله استراتژی های مدیریت توان حقیقی و راکتیو واحد های تولید پراکنده واسط الکترونیکی (DG) در قالب سیستم شبکه کوچک DG چندگانه را بررسی می کند . مقدمتا تاکید بر روی واحد های DG واسط الکترونیکی است . کنترل DG و استراتژی های مدیریت توان بر مبنای سیگنال های اندازه گیری شده داخلی بدون خطوط مواصلاتی ارتباطات هستند . بر مبنای کنترل توان راکتیو ، سه استراتژی مدیریت توان شناسایی و بررسی شده است . این استراتژی ها بر مبنای 1) مشخصات کاهش ولتاژ 2) تنظیم ولتاژ 3) جبران سازی توان راکتیو بار . توان حقیقی هر واحد DG بر مبنای مشخصات کاهش فرکانس و استراتژی بازگرداندن فرکانس تعریف کنترل می شود . همچنین رویکرد منظم برای توسعه مدل پویای سیگنال کوچک یک شبکه کوچک DG چندگانه ، شامل استراتژی های مدیریت توان حقیقی و راکتیو ارائه شده است . ساختار ویژه شبکه کوچک بر مبنای مدل توسعه یافته ، استفاده می شود برای : 1) بررسی رفتار پویای شبکه کوچک 2) انتخاب پارامترهای کنترل واحد های DG 3) ترکیب کردن استراتژی های مدیریت توان در کنترل کننده های DG . همچنین مدل بمنظور بررسی حساسیت طراحی برای تغییرات پارامترها و نقاط کار و برای بهبود کارایی سیستم شبکه کوچک استفاده می شود . نتایج برای مطرح کردن کاربرد های پیشنهادی استراتژی های مدیریت توان تحت شرایط کار متنوع شبکه کوچک استفاده می شوند .

گسترش واحدهای منابع توزیع (DR) به شکل تولید پراکنده (DG) ، ذخیره سازی پراکنده (DS) ، یا ترکیبی از واحد های DG یا DS از مفهوم شبکه کوچک گرفته شده است [1]-[3] . یک شبکه کوچک به عنوان گروهی از واحد های DR و بار های انجام شده توسط سیستم توزیع ، تعریف می شود و می تواند به این صورت عمل کند : 1) حالت متصل به شبکه 2) حالت ایزوله شده (مستقل) 3) مسلط شدن بین دو وضعیت . ایده پشتیبانی آرایش شبکه کوچک الگویی است شامل چندین ژنراتور و بار های متراکم که به اندازه کافی قابل اطمینان و از نظر اقتصادی به عنوان سیستم الکتریکی کاربردی با دوام هستند . یک استراتژی مدیریت توان (PMS) برای عملکرد صدای شبکه کوچک با واحد های DG چندگانه مخصوصا در حالت مستقل از کارکرد ، لازم است . پاسخ سریع PMS برای یک شبکه کوچک در مقایسه با شبکه وابسته بزرگ خطرناک تر است . دلایل عبارتند از : 1) حضور واحد های DG کوچک چندگانه با ظرفیت توان و مشخصات تولید مختلف قابل توجه 2) حضور هیچ منبع غالب تولید انرژی در حالت مستقل از کارکرد 3) پاسخ سریع واحد های DG واسط الکترونیکی که می تواند بطور مخالف بر ثبات ولتاژ / زاویه تاثیر بگذارد ، اگر وسایل مناسب در محل نباشد . استراتژی مدیریت توان شبکه کوچک ، مراجع توان حقیقی و راکتیو را برای واحد های DG به این موارد اختصاص می دهد : 1) بطور موثر ملزومات توان حقیقی و راکتیو بارها بین واحد های DG پخش شود 2) پاسخ سریع به اختلالات گذرا به دلیل تغییرات در حالت کارکرد سیستم 3) تشخیص نقاط کار تولید توان نهایی واحد های DG برای متعادل کردن توان و بازگرداندن فرکانس سیستم 4) ایجاد وسیله برای همزمان سازی دوباره شبکه کوچک مستقل برای ارتباط مجدد با شبکه اصلی . استراتژی های مدیریت توان برای سیستم شبکه کوچک و ضرباتش بر کنترل واحد های DG نه کاملا درک شده است و نه بطور جامع در متون تخصصی بررسی شده است . هدف اصلی این مقاله پوشش این خلا می باشد . برای بررسی استراتژی های منتوع مدیریت توان سیستم DG سه تایی شبکه کوچک مورد مطالعه ، معرفی شده است . سیستم دارای دو واحد واسط الکترونیکی DG و یک ماشین سنکرون مرسوم بر پایه واحد DG است . سیستم تمام مشخصات یک شبکه کوچک شعاعی بر حسب ملزومات استراتژی مدیریت توان و ضرباتش بر روی رفتار شبکه کوچک را نمایش می دهد . همچنین این مقاله روشی برای توسعه سیستماتیک مدل پویای سیگنال کوچک شبکه کوچک برای مطالعات ویژه ارائه می کند . تغییرات فرکانس شبکه کوچک مستقل در مدل بررسی شده است . مدل حالت کلی است و می تواند با هر نوع پیکر بندی شبکه کوچک و هر تعداد واحد DG مطابقت داشته باشد . مدل استفاده می شود برای : 1) بررسی رفتار پوبا 2) انتخاب پارامتر های کنترل واحد های DG 3) قرار دادن استراتژی های متنوع مدیریت توان در کنترل کننده های DG و بررسی ضرباتش بر رفتار شبکه کوچک مورد مطالعه . باقی این مقاله بصورت زیر مرتب شده است . بخش 2 بطور مختصر سیستم شبکه کوچک مورد مطالعه را شرح می دهد . بخش 3 و 4 در مورد نیاز های استراتژی های مدیریت توان و اتخاذ طرح کلی سه استراتژی مدیریت توان برای شبکه کوچک مورد مطالعه بحث می کند . بخش 5 و 6 با مدل سازی سیگنال کوچک و تحلیل سیستم شبکه کوچک سر و کار دارد . بخش 7 و 8 استراتژی های مدیریت توان پیشنهادی خلاصه شده است و شامل نتایج بدست آمده از تحلیل های مخصوص سیستم مورد مطالعه است .