بهره‌برداری پیشرفته از منابع کنترل ولتاژ در تولید پراکنده

چکیده

مقدمه

روش‌شناسی

تابع هدف

سطح ولتاژ

بلیت توان راکتیو

سیستم‌های تست و پارامترهای بهینه‌سازی

شکل1. دیاگرام شبکه‌ی توزیع شعاعی پنج باس 38 کیلوولتی (حداکثر میزان بار).

جدول1 ولتاژهای باس (پریونیت)

جدول2 ظرفیتDG (مگاوات) و ضرایب بار برای سناریوهای 1 و 2

جدول3 حساسیت ولتاژ توان راکتیو برای پیکربندی‌های طبیعی فیدر (kV/MVAr) 

حساسیت‌های ولتاژ باس توان راکتیو 

شکل2. ولتاژ هرباس به عنوان تابعی از تزریقات توان راکتیو در همان باس (kV/MVAr) .

شکل3. ولتاژ همه‌ی باس‌ها به عنوان تابعی از تزریقات توان راکتیو در باس C (kV/MVAr). 

نتایج

جدول4 ضرایب توان بهبودیافته (PF ها) و تنظیمات تپ

تحلیل سیستم توزیع

جدول5 توان راکتیو نقطه‌ی تغذیه‌ی عمده 

جدول6 ظرفیت کلی DG برای تنظیمات مختلف ضریب توان

جدول7 تلفات سالیانه (مگاوات ساعت) و تلفات به عنوان درصدی از واحدهای تحویلی (%)

تحلیل سیستم انتقال

شکل4. دماغه‌ی منحنی PV برای باس BSP 110 کیلوولتی با ضرایب توان ثابت 95/0. 

شکل5. دماغه‌ی منحنی PV برایباس BSP 110 کیلوولتی با ضرایب توان ثابت بهبودیافته.

بحث

نتیجه‌گیری‌ها

پیوست

جدول8 امپدانس سیستم تست و اطلاعات بار حداقل

جدول9 حساسیت ولتاژ توان اکتیو برای پیکربندی طبیعی فیدر (kV/MW)

نفوذ تولید پراکنده(DG) در سیستم‌های قدرت در سراسر جهان در حال افزایش است. در نواحی روستائی، افزایش ولتاژ باعث محدودیت نفوذ مجاز DG می‌شود. مساله‌ی مهم رو به رشد تاثیر ولتاژهای سیستم انتقال مربوط به تقاضای توان راکتیو DG است. در اینجا، یک راهکار غیرفعال (پسیو) ارائه می‌شود تا تاثیر ولتاژهای سیستم انتقال کاهش یافته و بر معضل افزایش ولتاژ توزیع غلبه شود طوری که بتوان در نهایت DG بیشتری را متصل کرد. ضرایب توان ثابت ژنراتورها و تنظیمات تپ ترانسفورماتور انتقال توسط یک فرمول‌بندی برنامه‌نویسی خطی تعیین می‌شود. این روش روی یک بخش نمونه از شبکه‌ی توزیع شعاعی و یک مدل از کل سیستم انتقال جزیره‌ای ایرلند تست می‌شود تا بهره‌برداری پسیو افزایش یافته‌ی منابع کنترل ولتاژ بتواند بدون هزینه یا مخاطره مزایای مدیریت اکتیو را به همراه داشته باشد، و در عین حال اهداف متضاد اپراتور سیستم انتقال برآورده شود.

نفوذ تولید پراکنده (DG) به سرعت در سراسر جهان در حال رشد است. اهداف بلندهمت دولتی برای تولید تجدیدپذیر و جلوگیری از قیمت‌های نفت و گاز به کار گرفته شده‌اند تا تقاضای نفوذ DG تسریع شده و درنهایت اتصالات DG به شبکه افزایش یابد. این عوامل در کنار هم چالش قابل توجهی را پیش روی اپراتورهای شبکه‌ی توزیع (DNO ها) و به خصوص اپراتورهای سیستم‌ انتقال (TSO ها) قرار داده‌اند. به ویژه، حضور DG موجب چالش‌های فنی برای زیرساخت‌های شبکه‌های کنونی موجود می‌شود. DNOها باید اتصال DG به شبکه‌هایی را که برای تولید طراحی نشده‌اند را تسهیل کنند، و در عین حال نقش اولیه‌ی DNO ها برای تحویل منبعی امن و قابل اطمینان از برق به مصرف‌کنندگانرا حفظ کند. مانع اصلی فنی برای DGهای شبکه‌های توزیع افزایش ولتاژ ناشی از تزریق قابل توجه توان اکتیو از طریق DG است [1]. این یک معضل اساسی در شبکه‌های روستائی است که دلیل آن امپدانس بالا و نسبت X/R پایین است. گستره‌ای از رو‌ش‌های برنامه‌ریزی و عملکردی ارائه شده است تا بر این معضل غلبه شود. در [2] و [3]، روش‌هایی برای ارزیابی ظرفیت شبکه و مکان‌یابی بهینه‌‌ی DG به شبکه با شرط حفظ قیود و محدودیت‌های شبکه به ترتیب با استفاده از پخش بار بهینه (OPF) نوع ac و برنامه‌نویسی خطی ارائه شد. تعدادی طرح کنترل ولتاژ نیز با استفاده از کنترل ضریب توان و تپ چنجرها در هر دو حالت متمرکز و پراکنده ارائه شده است [4]-[7]. گذر از یک شبکه‌ی غیرفعال به فعال به طور گسترده بیان شده است، اما بر خلاف گستره‌ی روش‌های کنترل ولتاژ توسعه یافته همچنان حرکت به سمت مدیریت شبکه‌ی فعال ادامه دارد. در [8]، یک روش نوبین برای مدیریت (متمرکز) فعال ارائه شده است، جایی که به جای استفاده از DG برای کنترل ولتاز، کنترل ضریب توان بیان شده است تا بر تاثیر خروجی توان اکتیو آن ژنراتور غلبه شود. بنابراین این روش به DNO این امکان را می‌دهد که DG بیشتری را به شبکه متصل کند، اما به شیوه‌ی سنتی fit and forget (یک بار طراحی برای کاربرد طولانی مدت).