چکیده :
پديده ناپايداري ولتاژ از دهه هاي آغازين قرن بيستم و با رشد صنعت برق مورد توجه محققان، علاقه مند در اين زمينه قرار گرفت و در طول دهه هاي گذشته روشهايي براي تشخيص اين پديده و جلوگيري از آن ارائه شده است. از طرف ديگر در شبكه هاي امروزي به دليل رشد كم سيستمهاي قدرت در برابر افزايش مصرف و از طرفي حركت به سمت سيستمهاي تجديد ساختار يافته، سبب افزايش فشار بر سيستمهاي قدرت شده است بنابراين يكي از مهمترين دغدغه هاي صنعت برق بحث پايداري ولتاژ ميباشد. اين نكته باعث شده تا بار ديگر نظر محققان به اين مسئله جلب شود. و باعث ارائه روشهاي تازه اي براي تشخيص پديده ناپايداري ولتاژ گرديده است كه پيچيدگي و محاسبات زياد روشهاي گذشته را نداشته و كاركرد قابل قبولي در نتيجه هاي بدست آمده از آنها ديده ميشود. بنابراين در اين پايان نامه به كمك تعدادي از اين روشها به بررسي تشخيص پديده ناپايداري ولتاژ پرداخته خواهد شد.و در مواردي كاركرد آنها بهبود داده خواهد شد.
روشهاي بررسي شده در اين پايان نامه به دو دسته شاخصهاي شين و شاخصهاي خط تقسيم شده و در يك شبكه استاندارد پياده سازي خواهند شد. از آنجا كه پديده ناپايداري ولتاژ بطور عمده مربوط به ناحيه هاي بار بوده و به مشخصه بار بستگي دارد خواهيم ديد كه شاخصهاي شين نسبت به شاخص هاي خط داراي كاركرد بهتري هستند و پاسخ بدست آمده از آنها از دقت بيشتري برخوردار است. از بين شاخصهاي شین شاخص VSLBI و ZL/Zs داراي كاركرد بهتري هستند و در هردو حالت اغتشاش كوچك و بزرگ به خوبي جواب خواهند داد. هرچند اين شاخصها در بارهاي وابسته به ولتاژ به درستي كار نخواهند كرد اما پس از بهبود آنها توسط روشهاي پيشنهادي به پاسخهاي خوبي خواهند رسيد. البته ديگر شاخصهاي شين بررسي شده نيز تا حدودي درست جواب خواهند داد. اما در برخي حالتها ايرادهايي ديده ميشود كه باعث شده كاركرد كلي آنها همچون دو شاخص پيشين نباشد.
از بين شاخصهاي خط، شاخص LQP در هر دو حالت اغتشاش كوچك و بزرگ جوابهاي بهتري نسبت به ديگر شاخصها از خود نشان خواهند داد. البته شاخصهاي FVSI و Lmn هم دقت خوبي دارند اما در مقايسه با LQP با مقداري خطا پاسخ خواهند داد.
پايداري سيستم قدرت از دهه هاي آغازين قرن گذشته به عنوان يك مسئله مهم در امنيت بهره برداري از سيستمهاي قدرت، شناخته شده و مورد توجه قرار گرفته است. بسياري از خاموشي هاي سراسري كه در شبكه هاي قدرت مختلف دنيا رخ داده است، به دليل ناپايداري سيستم قدرت بوده و توجه بسياري از صنايع و شركت هاي برق را به اين مساله معطوف نموده است. گسترش سيستم هاي قدرت به دنبال افزايش خطوط ارتباطي و ايجاد شبكه هاي به هم پيوسته، استفاده از تكنولوژي هاي جديد در كنترل و حفاظت شبكه و افزايش ميزان تقاضا و به دنبال آن بهره برداري از سيستم با حاشيه پايداري كم، به خصوص در سيستم هاي تجديد ساختار يافته، انواع مختلف ناپايداري ها در سيست مهاي قدرت به همراه داشته است. به عنوان مثال، پايداري ولتاژ، پايداري فركانس و نوسانات بين ناحيه اي بيش از گذشته دغدغه مهندسين سيستم هاي قدرت را برانگيخته است. بنابراين فهم و درك صحيح از انواع ناپايداري ها و چگونگي به وقوع پيوستن آنها جهت طراحي و بهره برداري سيستم هاي قدرت، بسيار ضروري است.
همان گونه كه بيان گرديد، يكي از انواع ناپايداري ها در شبكه هاي قدرت، ناپايداري ولتاژ است. در سال هاي اخير با توجه به رشد ميزان مصرف و هزينه بالاي احداث نيروگاه ها و خطوط انتقال، به ويژه در سيستم هاي تجديد ساختار يافته، بعضاً بهره برداري شبكه هاي قدرت تا نزديكي حداكثر ظرفيت نيروگاه ها و خطوط شبكه انجام مي گيرد كه در نتيجه شبكه تحت فشار زيادي قرار گرفته و از لحاظ ولتاژي دچار مشكل خواهد شد. وقوع خاموشي هاي سراسري اخير در برخي شبكه هاي قدرت مهم دنيا مانند فروپاشي ولتاژ در كشور شيلي و فروپاشي شبكه شمال شرق آمريكا و كانادا در آگوست سال 2003 و فروپاشي شبكه قدرت جنوب ايتاليا در سپتامبر سال 2003 گوياي اين مطلب مي باشند. به همين دليل، بحث ناپايداري ولتاژ در سال هاي اخير بسيار مورد توجه قرار گرفته است. از طرف ديگر همانطور كه مي دانيد سيستم هاي قدرت قسمت زيادي از انرژي مورد نياز ما را فراهم مي كنند هنگامي كه سيستم قدرت دچارناپايداري و فروپاشي شود ديگر سيستم هاي مهم همچون سيستم هاي حمل و نقل الكتريكي، چراغ راهنماها و سيستم هاي امنيتي و سيستم آب رساني شهري و غيره هم دچار مشكل خواهند شد در نتيجه فروپاشي سيستم هاي قدرت باعث بروز مشكلات بزرگي ميشود كه اهميت توجه به اين موضوع را نشان مي دهد.
در كشور ما نيز، با توجه به افزايش ميزان مصرف و هزينه بالاي احداث خطوط و نيروگاه هاي جديد، به ناچار بايستي در آينده اي نه چندان دور، بهره برداري از شبكه در ظرفيت بالاتر انجام گيرد. در نتيجه در اين پايان نامه به بررسي روش هاي تشخيص پديده ناپايداري ولتاژ پرداخته خواهد شد.
در فصل اول پس از بيان مفاهيم اساسي مربوط به پايداري ولتاژ، چگونگي استفاده از منحني ها P-V و V-Q به عنوان روشي براي تحليل استاتيكي شبكه از لحاظ پايداري ولتاژ مورد بررسي قرار مي گيرد و تاثير پارامترهاي گوناگون شبكه بر روي پايداري گفته خواهند شد.
در فصل دوم روش هاي تشخيص پديده ناپايداري ولتاژ كه به دو دسته شاخص هاي مربوط به شينه بار و شاخص هاي مربوط به خط انتقالي تقسيم مي شود و معرفي ميگردند.
در فصل سوم، اين روش ها در ابتدا بر روي شبكه دوشينه ساده و سپس بر روي شبكه 9 شینه IEEE در حالت ناپايداري اغتشاش كوچك پياده سازي مي شوند از آنجا كه بيشتر شاخص هاي مربوط به شين بار نياز به مدار معادل تونن دارند در اين فصل روش هاي گوناگون تخمين پارامترهاي مدار معادل بيان خواهد گرديد و در مورد بهبود عملكرد برخي شاخ صها پيشنهادهايي ارائه خواهد شد.
در فصل چهارم نيز شاخص هاي تشخيص پديده ناپايداري ولتاژ بر روي شبكه 9 شینه IEEE در حالت اغتشاش بزرگ پياده سازي خواهد شد و چگونگي به كار بردن و تعيين حد تنظيم پايداري براي يكي از شاخص ها ارائه خواهد شد.
در فصل پنجم نيز، نتيجهگيري كارهاي انجام شده و پيشنهادهاي در جهت ادامه كار ارائه خواهد شد.
و...
فهرست مطالب :
چكيده 1
مقدمه 2
فصل اول : مفاهيم پايه در پايداري ولتاژ 5
1-1 مقدمه 6
2 مفاهيم پايه پايداري ولتاژ 6 -1
1-2 پايداري ولتاژ و فروپاشي ولتاژ 6 -1
7 P-V 2-2- منحني هاي 1
9 V-Q 3-2- منحني هاي 1
10 P-V 3 تاثير پارامترهاي مختلف بر روي منحني -2
1-3- ضريب توان 11 2
2-3- نوع بار 13 2
3-3- تغيير دهنده تپ 17 1
تنظيم كننده خودكار ولتاژ 17 ،AVR 4-3- 1
5-3- المانهاي شبكه 18 1
1-5-3 قطع خط 18 -1
2-5-3 از مدار خارج شدن ترانسفورماتور 18 -2
3-5-3 از مدار خارج شدن ژنراتور 18 -1
4-5-3 افزودن خازن شنت 18 -1
5-5-3 حذف بار 19 -1
فصل دوم : روش هاي تشخيص پديده ناپايداري ولتاژ 20
1 مقدمه 21 -2
2 شاخصهاي مربوط به شينه بار 21 -2
22 VSLBI 1-2- شاخص 2
26 ZL/ZS 2-2- شاخص 2
31 SDC 3-2- شاخص 2
33 Indicator 4-2- شاخص 2
3 شاخصهاي مربوط به خط انتقال 38 -2
38 VSMI 1-3- شاخص 2
1-1-3 مدل رياضي پايه 38 -2
2-1-3 معادلات كلي براي خط انتقال داراي تلفات 41 -2
3-1-3 بكار بردن شاخص در سيستم قدرت گسترده 43 -2
45 FVSI 2-3- شاخص 2
47 Lmn 3-3- شاخص 2
49 LQP 4-3- شاخص 2
4 جمع بندي عملكرد شاخص ها 50 -2
1-4- جمع بندي عملكرد شاخص هاي مربوط به شينه بار 50 2
2-4-22 جمعبندي عملكرد شاخص هاي مربوط به خط انتقال 52
منابع و ماخذ 53
فهرست منابع فارسي 53
فهرست منابع لاتين 53
برچسب ها:
شاخص های پایداری برق برق قدرت کارشناسی ارشد ارشد پایان نامه سیستمهای قدرت سیستم های قدرت پایداری ولتاژ