یکی از مهمترین تجهیزات حفاظتی به شمار میآیند. به منظور افزایش قابلیت اطمینان سیستم قدرت و حداقل سازی قطع بار در شرایط غیر عادی و وقوع خطا، رلههای جریان زیاد با یکدیگر هماهنگ میشوند. برای حداقل ساختن آسیب و استرس به تجهیزات، حفاظت باید با سرعت بهینه صورت گیرد و لذا هماهنگی رلهها بهینه باشد.

توسعه تولیدات پراکنده و تکنولوژیهای مدرن در تجهیزات سیستم توزیع، پژوهش های جدیدی در مطالعات سیستمهای توزیع بوجود آورده است. ورود تولیدات پراکنده به سیستم های قدرت بخصوص در سطح توزیع، بطور قابل توجهی باعث تغییر مشخصات جریانهای خطا میگردد. این تغییرات میتواند باعث دگرگونی طرحهای حفاظتی و هماهنگی رلههای جریان زیاد شود.

هدف این پایان نامه، آنالیز تغییرات سیستمهای توزیع در حوزه حفاظت در حضور تولیدات پراکنده، تحقیق در مورد الگوهای هماهنگی در حضور ۱ DG و انتخاب روشی مناسب برای هماهنگی بهینه در حضور این منابع تولید میباشد. در ابتدا تأثیرات تولیدات پراکنده بر روی طراحی سیستم حفاظت توزیع بررسی شده و تأثیرات سوء حاصل از قرار دادن تولیدات پراکنده بر روی حفاظت این شبکه ها ارائه می شود. سپس راهکارهایی برای بازگرداندن یا حفظ حفاظت مناسب شبکه توزیع در شرایط جدید (در حضور تولید پراکنده) بیان می شود. از بین راهکارهای موجود، راهکار بکارگیری محدود کننده جریان خطا (FCL) انتخاب شده است. این راهکار بر روی شبکه نمونه تست ۳۰ باسه اص?ح شده IEEE پیادهسازی گشته است. در انتها نتایج ذکر گردیده و پیشنهاداتی برای تحقیقات آینده در راستای حفاظت مناسب شبکه های توزیع با حضور تولیدات پراکنده ارائه میگردد.

۱ Distributed Generation

۱

مقدمه

بروز خطا در شبکههای قدرت موجب جاری شدن جریانهای شدیدی می گردد که برای تجهیزات شبکه بسیار مخرب بوده و امنیت شبکه را تهدید میکند. این خطاها در شبکههای توزیع میتواند صدمات بسیار زیادی وارد نماید. اکنون که بحث افزایش قابلیت اطمینان برق رسانی به مشترکین مطرح میباشد، مباحثی همچون حلقوی و یا حتی مش کردن شبکههای توزیع در سطح ۲۰ کیلو ولت یا ۶۳ کیلو ولت با اهمیت شده است. حفاظت شبکههای حلقوی با شبکههای شعاعی متفاوت می باشد.

امروزه کاربرد تولیدات پراکنده در شبکه های توزیع اهمیت بسیار زیادی یافته است. تولیدات پراکنده بر شبکههای توزیع تأثیرات متعددی میگذارند که بعضی از آنها در جهت بهبود عملکرد و بعضی در جهت بدتر شدن عملکرد میباشد. در مورد حفاظت، تأثیرات تولیدات پراکنده معمو?ً در جهت بدتر شدن عملکرد میباشد. توزیع انرژی و برقرسانی در ساختارهای حلقوی و افزودن تولیدات پراکنده میبایست بر حفاظت سیستمهای توزیع مورد بررسی قرار گرفته و راهکارهای مناسب پیادهسازی گردند.
در این رساله، در فصل اول اهمیت موضوع و اهداف و انگیزهها ذکر شده و پیشینه تحقیقات در این حوزه مورد بررسی قرار میگیرد. در فصل دوم، مسأله هماهنگی حفاظتی سیستم های توزیع و هماهنگی بهینه سیستمهای توزیع و جنبههای مختلف آن مطرح میگردد. در فصل سوم با بررسی تأثیرات تولیدات پراکنده بر روی حفاظت شبکههای توزیع با توجه به راهکارهای موجود طرح مناسبی برای هماهنگی رلههای حفاظتی در حضور تولیدات پراکنده مطرح میگردد. در فصل چهارم، با نمایش تأثیرات تولیدات پراکنده بر روی هماهنگی حفاظتی یک شبکه توزیع نمونه، طرح هماهنگی بهینه در حضور تولیدات پراکنده، پیادهسازی میگردد. در نهایت، در فصل پنجم، نتایج کار بطور خ?صه ارائه شده و پیشنهاداتی جهت ادامه کار ارائه میگردند.

۲

فصل اول

کلیـات

۳

فصل اول – کلیات

مقدمه

سیستمهای حفاظتی، اجزاء حیاتی برای هر سیستم قدرت میباشند. هدف این سیستمها، تشخیص و جداسازی خطاها در هنگام روی دادن آنهـا مـیباشـد. بـا انجـام ایـن امـر، بهـرهبـرداری ایمـن از سیستمهای قدرت قابل حصول مـیباشـد و بخـصوص مـیتـوان از صـدمات فزاینـده بـه تجهیـزات جلوگیری نمود و نواحی تحت تأثیر خطا را حداقل نمود. برای تحقق ایـن امـر، جایگـذاری مناسـب وسایل حفاظتی و هماهنگی مناسب بین رلههایی که آنها را کنترل میکنند، ضروری میباشد. بدین لحاظ، در این پایان نامه طراحی سیستم حفاظت در سیستم های توزیـع قـدرت مـورد بررسـی قـرار میگیرد.

-۱-۱ اهداف و انگیزهها

سیستمهای توزیع قدرت مستقیماً به مشترکان متصل مـیباشـند. بنـابراین، سیـستم توزیـع نقـش مهمی در قابلیت اطمینان کلی سیستم قدرت و قابلیت اطمینانی که مشترکان حس میکننـد، ایفـا مینماید. با بهبود سیستمهای حفاظت توزیع بگونهای که زمانهای قطع برق را بتـوان کـاهش داد، قابلیت اطمینان سیستم قدرت را میتوان بهبود داد.
در آمریکا، شرکتهای سیستم توزیع قدرت ملزم بـه گـزارش دادن بـه کمیتـههـای قـانونی ایـالتی (معروف به کمیسیونهای برق عمومی ( (PUC) شدهاند. به طور خاص، شرکتها ملزم به گـزارش دادن اندیسهای قابلیت اطمینان، مقادیر قابلیت اطمینان عملـی سیـستم قـدرت خـود نـسبت بـه مشترکان نهایی شدهاند. از آنجا که شرکتهای برق توزیع دیگر به تولید قدرت مـرتبط نمـی باشـند، بنابراین انگیزه به سمت اعمال هزینه برق بر مبنای کارایی (PBR) به جای نرخ بر مبنای هزینه در چند ایالت به وجود آمده است. این امر موجب شده است که شـرکتهـای توزیـع ایالـتهـای فـوق بکوشند که قابلیت اطمینان سیستم خود را حفظ کرده و بهبود دهند. نـرخ هزینـه بـرق بـر مبنـای کارایی توسط اندیسهای قابلیت اطمینان سنجیده میشـود. تعـاریف دو انـدیس قابلیـت اطمینـان معمول بر اساس استاندارد IEEE-1396، عبارتند از:

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   منابع مقاله درباره رگرسیون، درخت تصمیم، دسته بندی، رگرسیون خطی

-i اندیس قطع تحمیل شده (SAIFI)
-ii اندیس مبتنی بر بار (اندیس تناوب قطع سرویس متوسط(( (ASIFI
بنابراین، قابلیت اطمینان یک تأثیر مهم در طراحـی و بهـرهبـرداری از سیـستمهـای توزیـع قـدرت میباشد. یک امر جدید دیگر برای شرکتهای توزیع قدرت، احساس مشترکین میباشد. بـسیاری از ایالتها اجرای برنامههای انتخاب مشترکین را پذیرفتهاند یا برای آن برنامهریزی کـردهانـد، کـه بـه مشترکین اجازه میدهد که تأمین کننده انرژی خود را انتخـاب نماینـد. بنـابراین، در ت?شـی بـرای

۴

حفظ و بهبود قابلیت اطمینان سیستم و برای بهبود خدمات به مشترکین، شرکتهای توزیع شـروع به مدرنسازی سیستمهای توزیع خود کردهاند. ت?شـهای مختلفـی صـورت گرفتـه اسـت، از نـصب وسایل اندازهگیری جدید مانند سنجندههای اتوماتیک تا اتوماسیون مداوم تجهیـزات مـدیریت بـرق مانند سوئیچهای شبکه.
این ت?شها منجر به این شدهاند که افزایش عمدهای در اط?عات راجع به شبکه توزیع بدست آیـد، یعنی اط?عات بار به روزتر و اط?عات و قابلیتهای وسایل بیشتر. به طور تاریخی، بارهای متوسط و یا حداکثر بار ماهانه را میتوان به طور متناوب از سیستم قبوض مشترکین بدست آورد. در راسـتای بدست آوردن قابلیت اطمینان بیشتر، تنظیم مناسب تجهیزات حفاظتی نیـز اهمیـت بـسیاری دارد.

وسایل حفاظتی جدید از هماهنگی فیوز-فیوز و ریکلوزر-فیوز به سوئیچهـای سکـشنبنـدی کننـده
(معمو?ً بسته) با مقداری قابلیت اتوماسیون تغییر کردهاند. بطور سنتی، وسـایل حفاظـت توزیـع بـا استفاده از محاسبات برون خط (offline) تنظیم میشدند. سپس این تنظیمات برای تمام شـرایط بهرهبرداری در یک بازه مشخص زمان بکار میرفت.

هرچند، نوسانات بار و حتی رشد مداوم بار در زمان مشخص شده بین تنظیم مجدد وسایل حفاظتی میتواند موجب پاسخ نامناسب تجهیزات حفاظتی شود که موجب میشود زمانهـای عکـس العمـل کند شود و ناحیه تأثیر یافته بعد از یک خطا بزرگ شود. افزایش در اط?عات و قابلیتهـای بارهـا و اجزاء سیستم حفاظت توزیع نیازمند به روز رسانی وسایل حفاظتی و / یا تنظیمات آنها میباشد. بـه ع?وه، این امر استفاده از طرحهای رلهگذاری تطبیقی برای سیستمهـای توزیـع قـدرت را پیـشنهاد میدهد.

یک انگیزه حیاتی دیگر، تجدید ساختار صنایع انرژی مـی باشـد. ایـن امـر منجـر بـه افـزایش نـصب تولیدات پراکنده در سیستمهای توزیع (سیستمهای زیر ۱۱۵ کیلو ولت) شـده اسـت، بگونـهای کـه چندین مطالعه پیش بینی کرده بودند که تا سـال ۲۰۱۰، میـزان کـاربرد DG بـه ۲۰ درصـد کـل تولیدات جدید آن?ین برسد .[۱] با این حال، به سبب بسیاری از نکـات، گـسترش کـاربرد تولیـدات پراکنده به بعضی د?یل کند شده است که از مهمترین د?یل آن، تأثیرات منفـی DG هـا بـر روی حفاظت (و در نتیجه قابلیت اطمینان) شبکههای توزیع میباشد.
DG ها بسته به شرایط بهرهبرداری سیستم و مشخصات و محل تولیدات پراکنده، بـر روی سیـستم اثرات مثبت یا منفی میگذارند. تأثیرات مثبت بالقوه این ادوات بر روی سیستم قدرت عبارتند از:
• بهبود قابلیت اطمینان سیستم

• کاهش تلفات
• به تأخیر انداختن نیاز به نیروگاههای جدید
• بهبود کیفیت توان

هرچند، برای دستیابی به مزایای فوق، میبایست بهبودهـایی در سیـستم حفاظـت توزیـع موجـود صورت گیرد و حفاظت منابع تولید پراکنده به درستی با سیستم حفاظت هماهنگ شود.

برخ?ف کوژنراتورها، که هدف اصلی مالکین آنها (درآمـد و موفقیـت اقتـصادی) بـه بـرقدار کـردن

۵

فرآیندهای صنعتی آنها مرتبط است، هدف اصلی مالکین تولیدات پراکنده، تغذیه بـرق بـه سیـستم است. در حالیکه موافقتنامههای جزیرهای سازی برای کوژنراتورها برای سرویس بـه نـواحی تحـت شرایط خطا می باشـد، اسـتانداردهای بهـرهبـرداری موجـود (یعنـی (IEEE 1547، خواسـتار ایـن میباشند که DG ها در صورت وقوع خطا، از شبکه ایزوله شوند.
چندین دلیل عملی در گذشته این استاندارد را توجیه و تصدیق کرده است. برای مثال، بطـور کلـی، در طراحی سیستمهای حفاظت توزیع قدرت موجود فرض میشود که تنها یک منبـع واحـد تغذیـه قدرت (پست) وجود دارد. اکثر سیستمهای توزیع بطور شعاعی بهرهبرداری شدهاند و بنابراین، تـوان تنها در یک جهت جریان یافته است. در نتیجه، سیستم حفاظت بر مبنای این فرضها طراحی شده است. هماهنگی سر راست بین وسایل پیادهسازی شده است.
با معرفی تولیدات پراکنده، اکنون میتوان در سیستمهای توزیع توان را در هر دو جهت جریـان داد:
با?دست و پاییندست. همچنین حضور تولیدات پراکنده به مقدار زیادی میتواند مشخصات اتـصال کوتاه سیستمهای توزیع را تغییر دهد. این امر به طور بـالقوه موجـب فراتـر رفـتن از مقـادیر نـامی تجهیز و از دست دادن هماهنگی سیستم حفاظتی موجود، به مانند مسائل همـاهنگی رلـه – رلـه ، فیوز – فیوز و … میشود .[۲]

به منظور حفظ یا بهبود قابلیت اطمینان سیستمهای توزیع بع

دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید