کیفیت و بهره وری در صنعت برق ایران
سال:1399 | دوره:9 | شماره:3 (پیاپی 20) |تعداد مقالات:6

نفوذ بالای واحدهای فتوولتاییک در سطح شبکه توزیع ممکن است منجر به چالش افزایش ولتاژ همزمان با ساعات حداکثر تولید این منابع شود. لذا نیاز به اجرای برنامه های کنترل ولتاژ با لحاظ کردن ویژگی تاثیر ناحیه ای توان راکتیو است. در این مقاله مدلی برای مدیریت توان راکتیو در شبکه توزیع در حضور منابع تولید پراکنده فتوولتاییک ارایه شده است که از قابلیت اینورتر واحدهای فتوولتاییک جهت تامین توان راکتیو مورد نیاز استفاده می کند. در روش پیشنهادی، با توجه به تاثیر ناحیه ای توان راکتیو، ابتدا شبکه توزیع با استفاده از یک روش خوشه بندی به بخش های کوچکتری تقسیم می شود. سپس، از الگوریتم توزیع شده مسیر متناوب ضرایب (ADMM) برای برنامه مدیریت ولتاژ و توان راکتیو به صورت توزیع شده در بخش های مختلف استفاده می شود. همچنین، عدم قطعیت تولید منابع فتوولتاییک با استفاده از برنامه ریزی تصادفی مدلسازی شده است. روش پیشنهادی بر روی شبکه توزیع واقعی که مجهز به مولدهای تولیدپراکنده است مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان می دهد استفاده از روش کنترل ولتاژ پیشنهادی موجب استفاده حداقل از ظرفیت توان راکتیو و سرعت بالای انجام محاسبات می شود.

این مقاله یک فیلتر ترکیبی جدید شامل فیلتر فعال مبتنی بر مبدل منبع ولتاژ و فیلتر پسیو (LC) کنترل شده با تایریستور (TCLC-HAPF) را برای کاهش هارمونیک و جبران توان راکتیو پیشنهاد می کند. این ساختار جدید بر اساس ایده جداسازی مولفه های فرکانس بالا و پایین جریان بار می تواند معایب هر دو نوع فیلتر را تعدیل کند. مولفه های فرکانس پایین جریان بار به فیلتر فعال و مولفه های فرکانس بالا به، فیلتر پسیو کنترل پذیر با تایریستور (TCLC) اعمال می شود. برای کاهش تلفات و هزینه مبدل منبع ولتاژ در این طراحی از ایده کمینه سازی مقدار ولتاژ DC نیز بهره گرفته شده است. ایده کمینه سازی بر مبنای محاسبه ولتاژ DC مبدل منبع ولتاژ در دو فرکانس اصلی و هارمونیکی بوده، که این روش حجم محاسبات ریاضی را نسبت به سایر روش های مرسوم کاهش می دهد. جبران کننده پیشنهادی نه تنها قادر است THD جریان شبکه را در بدترین حالت کاری بار در 8/4% حفظ کند که در محدوده مجاز تعیین شده در استاندارد IEEE519-2014 قرار دارد بلکه ضریب قدرت شبکه تحت هر زاویه آتش تایریستور بیشتر از 9/0 حفظ می شود. همچنین با کارکرد فیلتر ترکیبی پیشنهادی در کمترین سطح ولتاژ DC تلفات حاصل از کلیدزنی فیلتر اکتیو نیز کاهش داده می شود. به منظور تایید صحت عملکرد فیلتر پیشنهادی بخشی از یک شبکه قدرت نمونه با بار غیر خطی به کمک نرم افزار PSCAD/EMTDC مورد مطالعه قرار گرفته است.

حفاظت از شبکه های قدرت در سطوح انتقال و توزیع، بر اساس رله های اضافه جریان به دلیل قابلیت تشخیص، پایداری، سرعت بالا، پشتیبان گیری و دقت مناسب در رفع خطا امری ضروری تلقی می شود. زمانی که منابع تولید پراکنده به شبکه قدرت متصل می شوند، نه تنها باعث افزایش قدرت اتصال کوتاه شبکه می گردند، بلکه نقطه کار رله های اضلی و پشتیبان را نیز دچار اختلال می کنند که منجر به قطع نواحی سالم شبکه خواهد شد. به منظور حفظ ایمنی و پایداری شبکه و جلوگیری از افزایش سطح توان تجهیزات موجود، از ادوات محدود کننده جریان خطا با تکنولوژی ابر رسانا (SFCL) استفاده می شود تا جریان اتصال کوتاه را در سیکلهای ابتدایی خود، به میزان قابل توجهی کاهش دهد. اما استفاده از محدود کننده ها نیز، ممکن است به عملکرد نادرست رله ها و عدم تشخیص جریان اتصال کوتاه بیانجامد. به منظور رفع مشکلات فوق، این مقاله یک مدل SFCL با ساختار مقاومتی و اندوکتانس کوپل ارایه می دهد که ضمن افزایش امپدانس مسیر خطا و کاهش جریان اتصال کوتاه، هماهنگی حفاظتی نیز به شکل بهینه بین رله های اصلی و پشتیبان های دور و نزدیک آنها انجام شود. تابع هدف ارایه شده با استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات بهبود یافته کمینه می گردد و سه مطالعه موردی انجام خواهد شد. نتایج شبیه سازی ها نشان از برتری روش پیشنهادی در رفع خطا و حذف اختلال بین عملکرد رله ها در کمترین زمان ممکن دارند.

در سال های اخیر خودروهای الکتریکی به دلیل مسایل زیست محیطی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. نصب ایستگاه های شارژ سریع، مستلزم در نظرگرفتن روش مند مسایل مرتبط با آن ها، از جمله، تعیین مکان و اندازه ایستگاه های شارژ می باشد. از طرف دیگر لازم است سرمایه گذاران خصوصی به سرمایه گذاری در زمینه نصب ایستگاه های شارژ تشویق شوند و شرایط مناسبی ایجاد گردد که از سرمایه گذاری خود سود لازم را به دست آورند. در این مقاله مساله برنامه ریزی ایستگاه های شارژ سریع به صورت یک مساله برنامه ریزی غیر خطی آمیخته به عدد صحیح مدل سازی می شود، که در آن توابع هدف شرکت توزیع و صاحب ایستگاه شارژ به صورت مجزا در نظر گرفته شده اند. در مدل ارایه شده، مکان و اندازه ایستگاه های شارژ و هم چنین قیمت انرژی تبادلی بین شرکت توزیع و ایستگاه شارژ به گونه ای مشخص می شود که توابع هدف شرکت توزیع و صاحب ایستگاه شارژ بهینه گردد. در روش ارایه شده، برای تعیین اندازه ایستگاه های شارژ، از نظریه صف و مدل تخصیص ترافیک بر مبنای تعادل کاربر استفاده شده است. سپس مساله برنامه ریزی چندهدفه ایستگاه های شارژ با در نظر گرفتن توابع هدف شرکت توزیع و سرمایه گذاران خصوصی حل و پاسخ نهایی با توجه به شاخص های اقتصادی و بهره برداری از میان راه حل های جبهه پارتو انتخاب شده است. در انتها، کارایی روش ارایه شده با استفاده از نتایج عددی نشان داده شده است.

برنامه های مدیریت مصرف یکی از راهکارهایی هستند که برای ایجاد تعامل بین ریزشبکه ها و افزایش مشارکت مصرف کنندگان در طرح های مدیریتی کاربرد فراوان دارند. برای اجرای برنامه های مدیریت مصرف از الگوریتم ها و استراتژی های متفاوتی استفاده شده است که اغلب تعداد محدودی از بارها را در چند نوع خاص پوشش می دهند. در این مقاله ابتدا روش شیفت بار برای مدیریت مصرف ریزشبکه ی هوشمند به صورت یک مسیله بهینه سازی مدل شده و این مسیله با اهداف کاهش پیک بار سیستم و صورت حساب قبض مشترکین برای بارهای متنوع در شبکه توسط الگوریتم (H-PSO-SCAC) [i] حل شده، سپس اثر اجرای برنامه پیشنهادی بر تولید و حضور ریزشبکه ها در بازار باهدف بهبود سطح رفاه اجتماعی موردبررسی قرارگرفته است. شبیه سازی ها روی شبکه ی هوشمندی شامل سه ریزشبکه ی خانگی، تجاری و صنعتی انجام شده که دارای انواع مختلفی از بارهای قابل کنترل هستند. نتایج حاکی از آن است که برنامه ی پیشنهادی موجب کاهش پیک بار، کاهش صورتحساب مشترکین، صرفه جویی در هزینه های تولید، کمک به تعادل عرضه و تقاضا و بهبود سطح رفاه اجتماعی از دید بهره بردار می شود.

یکی از مهمترین وظایف بهره برداران در شرکت های توزیع، بازیابی بار بعد از بروز عیب در شبکه می باشد. در طرح های بازیابی بار علاوه بر رعایت قیود پخش بار لازم است ساختار شبکه در حالت شعاعی حفظ شده و از همه مهمتر تعادل مصرف با امکان تامین بار ناشی از محدودیت های فیدر پشتیبان (و یا محدودیت منابع توزیع شده) رعایت شود. در این مقاله رویکرد جدید با عنوان برداشت هوشمند بار در شبکه های توزیع ارایه شده که هدف آن، طراحی یک ماژول برداشت هوشمند بار در مواقعی است که امکان تامین بار بعد از وقوع خطا در شبکه وجود نداشته باشد. در این صورت بازیابی بار در شبکه با کمترین هزینه خروج و در کوتاه ترین زمان ممکن در راستای جلب حداکثر رضایتمندی مشترکین فراهم خواهد شد. به منظور اعتبارسنجی روش پیشنهادی، سطح اتوماسیون شبکه توزیع نمونه به منظور کنترل هوشمند بارها در سه سناریو تعریف شده است. انواع بارهای موجود در خانه های هوشمند نیز اولویت بندی و به سه دسته بارهای قابل تنظیم، قابل وقفه و قابل جابجایی دسته بندی شده اند. روش پیشنهادی در محیط نرم افزار متلب کدنویسی شده است. برای نشان دادن اثربخشی مدل پیشنهادی، شبیه سازی بر روی یک سیستم RBTS پیاده سازی شده است. نتایج، کارآیی روش پیشنهادی را در کاهش هزینه ها و بهبود مدیریت بازیابی سیستم توزیع نشان می دهد.