د از افزوده شـدن تولیـدات پراکنـده، سیستمهای حفاظت توزیع موجود میبایست به روز رسانی شوند. با کاهش قیمت رلههای دیجیتـال در سالهای اخیر، آنها انتخـاب مناسـبتـری بـرای بـه روز رسـانی رلـههـای حفـاظتی آنـالوگ در سیستمهای حفاظت توزیع و به روز رسانی سوئیچهای سکشنبندی کننده دستی شدهاند. با این بـه روز رسانیها و بهبود مانیتورینگ بار و شـبکه، جزیـرهای سـازی عمـدی بـرای تولیـدات پراکنـده و تکنیکهای رلهگذاری تطبیقی را میتوان برای بهبود اندیسهای قابلیت اطمینان به کار برد.

باید توجه شود که این پایان نامه بر روی راهکارهای حالـت مانـدگار تمرکـز مـیکنـد. از آنجـا کـه تولیدات پراکنده معمو?ً دارای کنترل تولید اتوماتیک (AGC) نمیباشند، فرکانس سیستم توسـط پست دیکته میشود که معمو?ً دارای ظرفیت بسیار بـا?تری اسـت و در مقایـسه بـا DG، بارهـای بسیار بیشتری را تغذیه مینماید. بنابراین، یک فرکانس مشترک ماندگار، در کل سیستمهای توزیـع حفظ میگردد. همچنین توجه شود که اندازه وسایل حفاظتی معمو?ً بر مبنای تحلیـلهـای حالـت ماندگار در شرایط حداکثری و نهایی۲ میباشد.

-۲-۱ بیان اهمیت موضوع

بروز خطا در شبکههای قدرت موجب جاری شدن جریانهای شدیدی میگردد 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 در ادارات برق اهمیت زیادی یافته است، مباحثی همچون حلقوی و یا حتی mesh کردن

۲ Extreme

۶

شبکههای توزیع در سطح ۲۰ کیلو ولت یا ۶۳ کیلو ولت اهمیت زیادی پیدا کرده است. دیگر نمیتوان شبکههای توزیع را به مانند سابق، شعاعی فرض نمود و طرحهای قبلی سیستمهای توزیع میبایست با توجه به حلقوی شدن آن تجدید نظر گردند. همچنین، امروزه کاربرد تولیدات پراکنده در شبکههای توزیع اهمیت بسیار زیادی یافته است. توزیع انرژی و برق رسانی در ساختارهای حلقوی و افزودن تولیدات پراکنده میبایست بر حفاظت و قابلیت اطمینان سیستمهای توزیع مورد بررسی قرار گرفته و راهکارهای مناسب پیاده سازی گردند.

با توسعه شبکههای توزیع با حضور DG و حلقوی کردن آن حفاظت مناسب این شبکهها اهمیت بیشتری مییابد. حجم اط?عات هماهنگی برای شبکه های توزیع با افزایش ابعاد شبکه، به مقدار بسیار زیادی افزایش مییابد، بگونهای که محاسبات حفاظت دستی را کام?ً غیر ممکن می سازد. از طرف دیگر، شبکههای توزیع مدام پیچیدهتر نیز می شوند. تمامی این موارد مشخص میکند که استفاده از الگوریتمهای کامپیوتری برای انجام محاسبات حفاظت سیستمهای توزیع کام?ً ضروری میباشد.
منابع تولید پراکنده یا ۳(DG) ژنراتورهای کوچکی هستند که در سطح توزیع نصب شده و بخشی از نیاز مصرف کنندگان انرژی الکتریکی را تأمین میکنند. به علت این که در اغلب موارد، این ژنراتورها دارای مدرنترین تکنولوژی، بازده با?، قابلیت اطمینان زیاد و سادگی نصب هستند، از نظر اقتصادی توجیه پذیر بوده و مکمل مناسبی برای شبکه سراسری میباشند و در صورت نصب در مکانهای مناسب میتوانند باعث افزایش کیفیت توان، افزایش قابلیت اطمینان، کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ سیستم گردند.

-۳-۱ پیشینه تحقیق

سیستمهای تحویل برق (سیستمهای زیر انتقال subtransmission و سیـستمهـای توزیـع بـرق اصلی) نوعاً برای تضمین تداوم برق رسانی و قابلیـت اطمینـان سیـستم بکـار مـیرونـد. در چنـین سیستمی، وسایل حفاظتی که بطور معمول مورد استفاده میباشـند، رلـههـای جریـان زیـاد زمـان معکوس میباشند .[۱] این رلهها برای فراهم کـردن یـک طـرح حفـاظتی افزونـه قابـل اطمینـان و همچنین حداقل کردن قطع بار هماهنگ میشوند ۳]،.[۲ هرچند، با قرار گرفتن DG هـا در قلمـرو سیستم تحویل برق، رویه حفاظت موجود تغییر باید کند.

DG ها به صورت واحدهای تولید برقی تعریف شدهاند که:
• دارای اندازه کوچکی باشند
• معمو?ً فشرده و compact میباشند
• از تکنولوژیهای جدید و اص?ح شده استفاده می کنند

DG ها در نزدیکی یک بار الکتریکی نصب میشوند و تحت مالکیت مشتریان، تولیدکننـدگان بـرق مستقل و یا شرکتهای برق میباشند. قرار دادن DG ها در PDS، هم دارای اثـرات مثبـت و هـم

۳ Distributed Generation

۷

دارای اثرات منفی بر روی طراحی و بهرهبرداری از سیـستم مـیباشـد ۸]،۷،۶،۵،.[۴ یکـی از اثـرات منفی DG ها حفاظت سیستم قدرت، بخصوص اغتشاشات ایجاد شده بر روی همـاهنگی رلـههـای موجود میباشد. این اغتشاش با تغییر در مقدار و جهت هم پخش بار سیستم قدرت (تحـت شـرایط معمول) و هم جریان اتصال کوتاه (تحت شرایط خطا) به سبب کاربرد DG میباشد. شدت اثر DG
به اندازه، نوع، محل، نوع تکنولوژی و روش اتصال DG به شبکه تحویل برق مرتبط میباشد.
بنابراین، محققان اقدام به پیادهسازی راهکارهای ممکن برای غلبه بر مسأله همـاهنگی رلـه جریـان زیاد برای سیستم تحویل برق با و بدون DG نمودند. در حالتی که شبکه بدون DG باشـد، تعـداد زیادی از مقا?ت برای حل کردن مسأله هماهنگی رله ارائه شده اند.

در مرجع [۹]، نویسنده راهکاری برای شکستن تمام حلقههای موجـود، شـروع همـاهنگی از نقطـه شکست برای هر دو جهت را پیشنهاد داده است. در [۱۰]، یک راهکـار نظریـه گـراف خطـی بـرای تعیین مجموعه نقاط شکست پیشنهاد داده شده است که در [۱۱] توسعه داده شده است. ع?وه بـر این، راهکارهای بهینه سازی برای حداقل کردن زمانهای عملکرد رلـه پیـشنهاد شـدهانـد. در [۱۲]،

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه دربارهجبران خسارت، تجارتخانه، طلاق

پیادهسازی برنامهریزی خطـی سـیمپلکس و روشـهای گرادیـان کـاهش یافتـه بـرای بهینـه سـازی تنظیمات ضریب زمانی (time multiplier) و جریانهای پیکاپ معرفی شـده اسـت. یـک روش دو فازه برای تعیین تنظیمات رله جریان زیاد جهت دار بهینه بـرای حفاظـت تطبیقـی آن?یـن در [۲]

پیشنهاد شده است. این روش تطبیقی پیشنهاد شده نیازمند این است که تمام رلهها در سیـستم از نوع میکروپروسسوری باشند. سـایر تکنیکهـای بهینـهسـازی بکـار رفتـه، روش سـیمپلکس دوگـان
۱۴]،[۱۳ و الگوریتمهای ژنتیک [۱۵] میباشند.

از طرف دیگر، برای شبکه توزیع برق دارای DG، حل کردن مـسأله همـاهنگی رلـه هنـوز در حـال توسعه میباشد. در [۷]، اثرات DG بر روی سطح جریان اتصال کوتاه سیـستم مـورد بررسـی قـرار گرفته است. نویسندگان پیشنهاد کردند که گزینش پذیری سیستم را هر بـار کـه یـک DG جدیـد نصب میشود، مورد بررسی قرار دهیم که ممکن است نیاز به اص?ح تنظیمات چند رله داشته باشـد

(البته پیشنهاد مزبور به تفصیل مورد بحث واقع نـشده اسـت). در [۳]، نویـسندگان احتمـال حفـظ هماهنگی موجود در سیستمهای شـعاعی را نـشان دادنـد کـه در صـورتی کـه حاشـیه کـافی بـین منحنیهای رلهها وجود داشته باشد، قابل حصول است. البته اگر این حاشیه وجود نداشته باشد، پارامترهای رله باید برای دست یابی به منحنیهای رله اص?ح شده، تنظیم مجدد شـوند. بـا توسـعه بحثهای مرجع [۳]، نویسندگان کاربرد ریکلوزرهای میکروپروسسوری برای حل مـسأله همـاهنگی رله فیوز – ریکلوزر را در [۱۶] پیشنهاد دادند. ع?وه بر این، برای اجتنـاب از اتـصال مجـدد DG
بدون سنکرونیزم، نویسندگان قطع تمام DG های پایین دست ریکلوزر را قبل از عملکـرد ریکلـوزر ارائه دادند (تا جریان خطا از پایین دست، موجب تغییر جهت هماهنگی نـشود). بـرای حـل مـشکل قطع تمام DG های پایین دست، یک طرح حفاظت تطبیقی سیستم مستقل برای دسـت یـابی بـه هماهنگی حفاظتی فیوز – رله در [۲] ارائه گشت. این طرح بر مبنای این بود که پست اصلی رلههـا را برای ایزوله کردن زون خطادار و DG های آن قرار دهد، که این امر نیازمند قابلیتهای مخابراتی

۸

راه دور بود. ع?وه بر این، نویسندگان مشخص کردند که ایـن طـرح بـرای نفـوذ کـم DG مناسـب نیست. شرح و روشهای ترسیم شده در مراجـع [۱۶]، [۳] و [۱] بـرای سیـستمهـایی بـا رلـههـای میکروپروسسوری عم?ً ارزشمند مـیباشـند. در [۱۷]، مقالـه اسـتفاده از FCL در سیـستم توزیـع شعاعی برای حذف پیچیدگی کنترل و هزینههای عمده را پیشنهاد نمود. هرچند نویـسندگان بـصور ریاضی مسأله را مورد بحث قرار ندادند، مقدار امپـدانس FCL را مـشخص ننمـوده و کـاربرد آن در سیستمهای حلقوی را بررسی نکردند.

بطور کلی، FCL یک وسیله سری است که برای سیستم تحویل بـرق در شـرایط کـارکرد معمـول مخفی به نظر میآید (دارای امپدانس بسیار کم یا صفر است) ولی در شرایط ایجاد خطا بـه صـورت سریع با گنجاندن یک امپدانس از پیش طراحی شده وارد عمل میشود تا دامنه جریان اتصال کوتاه را مقدار زیادی کاهش دهد. برای مدلسازی این ادوات (بطور ساده) در شرایط خطا میتـوان از یـک امپدانس سری استفاده نمود. چندین تکنولوژی FCL و کاربرد آن در مراجع ۲۰]،۱۹،[۱۸ پیشنهاد شدهاند. با این حال، تاکنون یک راهکار مدون برای بررسی ادوات FCL ارائه نگشتهاست.
در این پروژه یک الگوریتم جامع برای بررسی کاربرد، نوع و مقدار FCL در شبکههای توزیـع بـرای جبران اثرات تولید پراکنده ارائه شده است. شبکه انتخاب شده مسأله یک شبکه حلقـوی مـیباشـد.

کاربرد FCL بطور سری با DG در شکل ۱ برای محدودسازی محلی جریان کشیده شده از DG و
باس اتصال آن به سیستم برق حلقوی تنها در حین خطا ارائه شده است. بنابراین، راهکـار پیـشنهاد شده برای بازیابی هماهنگی اصلی رلهها در صورت حضور DG بدون اینکه بر تنظیمات اصلی رلههـا تأثیر بگذارد یا DG ها را از شبکه برق قطع کند (که رویه جاری در حین خطا میباشد) ارائه شـده است. [۲۱]

شکل -۱-۱ اتصال سیستم FCL-DG

-۴-۱ اهداف

برای طراحی سیستم حفاظت توزیع، سه سوال معمو?ً به وجود می آید:
• چگونه تنظیمات برای وسایل حفاظتی محاسبه شوند؟
• چگونه وسایل حفاظتی فوق هماهنگ شوند؟
در ضمن، قرار دادن تولیدات پراکنده نیز تأثیرات مهمی بر روی حفاظت شبکههای توزیع میگـذارد

? این سوال را مطرح میسازد که
• چگونه هماهنگی حفاظتی در شبکه بعد از قراردادن تولیدات پراکنده تنظیم یا حفظ شود؟

۹

این پایان نامه با توجه به تکنولوژیهای موجود، به سوا?ت فوق پاسخ میدهد. در شـکل ۱ چـارچوب

این پایان نامه نشان داده شده است:

طراحی سیستم حفاظت توزیع

در حضور تولیدات پراکنده

چگونه وسایل حفاظتی هماهنگ شوند؟

اعمال قیود هماهنگی در الگوریتم

هماهنگی بهینه، کاربرد FCL

چگونه تنظیمات محاسبه شوند؟

محاسبات آف?ین جریانهای اتصال کوتاه، بدست آوردن تنظیمات از روی الگوریتم هماهنگی بهینه

چگونه هماهنگی حفاظتی در شبکه بعد از قراردادن تولیدات پراکنده

آنالیز تأثیرات، بررسی راهکارها و انتخاب روش کاربرد محدودسازنده جریان خطا در محل تولیدات پراکنده

شکل -۲-۱

دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید