مدیریت توان- ولتاژ در ریز شبکه های جزیره ای و متصل به سیستم قدرت

چکیده   

ریزشبکه ها ابزاری جهت تحقیق شبکه های هوشمند هستند که قابلیت بهره برداری از کلیه پتانسیل های انرژی های تجدیدپذیر و منابع ذخیره ساز را فراهم می سازند. یک ریزشبکه قسمتی از شبکه توزیع است که از تعدادی واحد تولید پراکنده(DG) و بارهای متصل به آن تشکیل شده است و می تواند در دو حالت متصل به شبکه و یا مستقل از آن عمل کند. در حالت متصل به شبکه که در آن منابع انرژی توزیع شده به شبکه الکتریکی متصل می شود و حالت جزیره ای یا حالت خودکار که در آن ممکن است بارهای محلی را بدون استفاده از شبکه توزیع تغذیه کند. در این پایان نامه، هدف مدیریت توان و ولتاژ یک ریزشبکه در حالت جزیره ای و متصل به شبکه بر اساس SVC است. ریزشبکه ها، شبکه های انرژی در مقیاس کوچک هستند که می توانند انرژی کافی برای پوشش تقاضای منطقه ای با ادغام فناوری تولید انرژی و ذخیره سازی های تجدید پذیر را فراهم آورند. ادوات FACTS بر اساس جبران VAR بعنوان یک ناظر کنترلی بکار گرفته شده اند. شاخص های عملکرد کلیدی مانند تلفات توان ریزشبکه، انحراف ولتاژ باس ها، ضریب توان باس ها، اعوجاج هماهنگ مجموع ولتاژ باس ها، انحراف فرکانس- ولتاژ برای ارزیابی عملکرد ریزشبکه ها در حالت متصل به شبکه و جزیره ای استفاده می شود.

با جبرانسازی توان راکتیو و ولتاژ و ضریب توان توسط SVC پایداری استاتیکی ولتاژ و پروفیل ولتاژ و همچنین توان راکتیو و ضریب توان در هر دو حالت متصل به شبکه و جزیره ای بهبود یافت و وضعیت شبکه بهتر از قبل از جبران سازی شد وطراحی ریزشبکه پیشنهادی با حضور SVC با ویژگیهای خاص خود باعث تثبیت ولتاژ باس، کاهش تلفات فیدر، افزایش ضریب توان، کاهش اعوجاج هماهنگی کل در حالت متصل به شبکه و جزیره ای شد.

عنوان                                                                                                    شماره صفحه

چکیده ………………………………………………………………………………………………………………1

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………….3

1-2 بیان مساله ……………………………………………………………………………………………………………..4

1-3 اهمیت و ضرورت تحقیق ……………………………………………………………………………………….. 5

1-4 اهداف …………………………………………………………………………………………………………………. 5

1-5 فرضیه ها ……………………………………………………………………………………………………………… 6

1-6 ساختار پایان نامه ………………………………………………………………………………………………….. 6

فصل دوم: مروری بر ادبیات تحقیق و پیشینه پژوهش

2-1 مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………. 8

2-2 مفهوم و ساختار ریزشبکه ………………………………………………………………………………………. 9

2-3 حالات عملکرد ریزشبکه ………………………………………………………………………………………. 14

2-3-1 حالت عملکرد متصل به شبکه ……………………………………………………………………… 14

2-3-2 حالت عملکرد جدا از شبکه (جزیره ای) ……………………………………………………….. 15

2-3-3 حالت گذر بین متصل به شبکه و عملکرد جزیره ای ………………………………………… 16

2-4 مزایای ریزشبکه …………………………………………………………………………………………………… 16

2-5 چالش های مهم ریزشبکه ……………………………………………………………………………………… 17

2-6 مقایسه ریزشبکه با شبکه های توزیع برق …………………………………………………………………. 18

2-7 بار ریزشبکه ……………………………………………………………………………………………………….. 20

2-8 مدیریت توان و انرژی ریزشبکه ……………………………………………………………………………… 22

2-9 استراتژی های موجود برای ریزشبکه ……………………………………………………………………….. 24

2-10 هماهنگی بین کنترل ولتاژ و فرکانس ریزشبکه ها …………………………………………………….. 27

2-11 پایداری …………………………………………………………………………………………………………… 28

2-11-1 پایداری ولتاژ ………………………………………………………………………………………….. 28

2-11-2 مفاهیم اساسی مربوط به پایداری ولتاژ …………………………………………………………. 28

2-11-3 فروپاشی ولتاژ …………………………………………………………………………………………. 29

2-11-4 عوامل اصلی فروپاشی ولتاژ ……………………………………………………………………………. 29

2-12 سیستم ریزشبکه مستقل وتنها ………………………………………………………………………………. 29

2-13 سیستم ریزشبکه غیر مستقل ………………………………………………………………………………….30

2-14 پیشینه تحقیقات ………………………………………………………………………………………………… 33

2-15 جدول مقایسه منابع با هم …………………………………………………………………………………… 36

2-16 تفاوت این کار با کارهای پیشین …………………………………………………………………………. 37

فصل سوم: جبران سازاستاتیکی توان راکتیو (SVC) و الگوریتم توان- ولتاژ

3-1 مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………….. 39

3-2 ضرورت کنترل توان اکتیو و راکتیو ……………………………………………………………………….. 41

3-3 مشخصه های وسایل جبران ساز راکتیو …………………………………………………………………… 43

3-4 جبران ساز استاتیکی توان راکتیو(SVC) ………………………………………………………………… 44

3-5 مشخصه V-I مربوط به SVC ………………………………………………………………………………..45

3-6 تجزیه و تحلیل SVC ……………………………………………………………………………………………47

3-7 پاسخ دینامیکی SVC ………………………………………………………………………………………….. 51

3-8 مهم ترین کاربردهای SVC ………………………………………………………………………………….. 52

3-9 مدلسازی SVC …………………………………………………………………………………………………. 55

3-10 مدلسازی شاخص های عملکرد کلیدی ………………………………………………………………….. 57

3-11TSC ……………………………………………………………………………………………………………… 58

3-12 TCR …………………………………………………………………………………………………………….. 59

3-13 الگوریتم پیشنهادی توان- ولتاژ و بهره برداری ریزشبکه …………………………………………… 61

3-14 استراتژی کنترل و مدیریت توان منابع موجود در ریزشبکه ………………………………………… 63

3-15 استراتژی کنترل و مدیریت توان منبع تولید پراکنده مبتنی بر ژنراتور سنکرون ……………….. 64

3-16 مدیریت کمبود توان راکتیو تولیدی در ریزشبکه ……………………………………………………… 65

3-17 پدیده جزیره ای شدن و تشکیل ریزشبکه ……………………………………………………………….. 65

3-18 جمع بندی و نتیجه گیری ……………………………………………………………………………………… 68

فصل چهارم: شبیه سازی

4-1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………….70

4-2 گزارش شبیه سازی ……………………………………………………………………………………………… 70

4-3 معرفی منابع و کنترلرها ………………………………………………………………………………………… 70

1-4-3 توربین بادی ……………………………………………………………………………………………… 70

2-4-3 میکرو توربین گازی ……………………………………………………………………………………. 71

3-4-3 بخش (Battery Energy Storage system) BESS …………………………………………. 73

4-4 دلیل و منبع نوسانات توان در شبیه سازی ……………………………………………………………….. 101

5-4 جمع بندی ………………………………………………………………………………………………………… 102

 

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

5-1 نتیجه گیری ……

 

برای دانلود کلیک کنید