۱-۷ نقش توان راکتیو در فروپاشی ولتاژ :
درست است که فروپاشی ولتاژ یک ناپایداری است که شامل بسیاری از مولفه های سیستم قدرت و متغیرهاشان میگردد اما بصورت نوعی با تامین نشدن توان راکتیو که نتیجه موارد زیر است مرتبط می باشد.
محدودیت در امر تولید توان راکتیو (محدودیت های ژنراتور)
محدودیت در امر انتقال توان راکتیو (تلفات توان راکتیو با بارگیری بیشتر از خظ افزایش می یابد) اگر بارگیری از خظ زیاد شود مقدار زیادی از توان راکتیو ورودی خط که باید در بار مصرف گردد مورد مصرف توسط خط قرار می گیرد برای اینکه تلفات اضافی خط را جبران کند و افت ولتاژ در طول خط نیز افزایش می یابد.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

افزایش بار راکتیو. میزان مصرف توان راکتیو با افزایش بار افزایش می یابد، اگر موتورها از حرکت بازایستند یا تغییری در ترکیب بار بوجود اید مانند گرما، رطوبت هوا که توسط کمپرسورهای دستگاه های هواساز جبران شدند.
کاهش توان راکتیو شارژ خطوط انتقال با کاهش ولتاژ.
۱-۸ پیشگویی ناپایداری ولتاژ :
دو دسته نرم افزار کامپیوتری وجود دارد که می تواند پایداری ولتاژ سیستمهای قدرت بزرگ را تجزیه و تحلیل – و پیشگویی – کنند. پایه و اساس آنها بر پخش بار اکتیو و راکتیو حالت دائمی قرار دارد، دسته دوم نیز مبتنی بر شبیه سازی تغییرات زمانی (Time-variung simulation) هستند. علاوه بر موارد فوق روش های ریاضی نیز وجود دارند که شامل منحنی های V-Q وP-V ، تحلیل به روش modal و شاخص های پایداری بخصوص شاخص ال و همچنین اندیسهای کارایی(Performance indice) هستند.
۱-۸-۱ تحلیل بوسیله پخش بار:
با اینکه پایداری ولتاژ امری دینامیکی است، تحلیل پخش بار (حالت دائمی)، که روشی ساده تر و دارای محاسبات کمتری نسبت به تحلیل متغیر زمانی است، بسیار ارزشمند است. تحلیلی پخش بار مختص زمانی است که مقدار بسیار زیادی از بار بصورت غیر موتوری است. این روش در مطالعات وسیعی مورد استفاده قرار می گیرد هنگامی که محدوده های پایداری ولتاژ برای حالت های قبل و بعد از بروز خطا باید تعیین گردند. همچنین این روش بطور موفقیت آمیزی در عیب یابی اتفاقات به وقوع پیوسته سیستم های قدرت واقعی بکار رفته است. در پی برزو یک خطا، یا در خلال افزایش بار، تحلیل پخش بار تصویر لحظه ای از سیستم قدرت را شبیه سازی می کند. این روش تحلیل برای بازه های زمانی که در ذیل آورده می شود دارای معنی خواهد بود:
۱۰ تا ۳۰ ثانیه بعد از وقوع خطا:
سیستم بطور نسبی ساکن خواهد شد تا نوسانات از بین بروند. کنترل تغییر دهنده های تپ زیر بار، محدود کردن فوق تحریک و کنترل تولید خودکار آنچنان مهم نیستند. بارها نسبت به ولتاژ حساس هستند.
۲ تا ۵ دقیقه بعد از بروز خطا:
ممکن است تغییر تپ زیر بار تکمیل شده باشد. رگولاسیون صورت گرفته توسط تپ صنچر در نزدیکی بارها ترمیم بارهای حساس نسبت به ولتاژ را در پی دارد. جریان میدان ژنراتورها ممکن است تا حداقل خود کاهش یابد.
کنترل تولید خودکار (AGC: Automatic Generation Control) کامل می شود اگر نامتعادلی بار زیاد نباشد.
۵ دقیقه یا بیشتر بعد از بروز خطا:
بار احیا شده که اکنون از افت ولتاژ آسیب دیده توسط کنترل کننده های ترموستاتیک بازسازی میشود. کنترل تولید خودکار، دوباره برنامه ریزی تولید و پخش بار اقتصادی و همچنین دستورالعمل راه اندازی مجدد بهره برداری نیز در این مرحله باید اجرا گردند[۵].
۱-۸-۲ تحلیل بوسیله متغیرهای زمانی:
برنامه های پایداری گذرا و همچنین برنامه های طویل المدت یا میان مدت را می توان برای تحلیل متغیر زمانی بکار برد. کاربردهای ممکن برای بکار بردن این روش تحلیل عبارتند از:
هماهنگ کردن زمانی تجهیزات:
هنگامی که بازه های زمانی با یکدیگر همپوشانی دارند به عنوان مثال سیستم تحریک ژنراتور و کنترل گاورنر، طرح های حفاظتی پیچیده و مخصوص، SVCها، تغییرات بار ناشی از تغییرات فرکانس و ولتاژ (مانند آنچه در مورد موتورهای القایی و دستگاه های تهویه مطبوع گفته شد) و همچنین لود شدینگ تحت ولتاژ کمتر.
شناختن و آشکارسازی هرچه بیشتر پدیده و ممانعت از بکار بردن تجهیزات اضافی:
مدل سازی دامنه زمانی تاکید بیشتری بر تحلیل های دقیقتر و مدل سازی دقیقتر دارد.
تاکید بر کاهش تحلیل های استاتیک با محاسبات پیچیده.
بهبود کیفیت شبیه سازی: به خصوص در نزدیکی مرزهای پایداری.
شبیه سازی وقایع دینامیکی سریع مرتبط با فازها و مراحل نهایی فروپاشی ولتاژ
تهیه و ارائه میزان کارایی سیستم با به کار بردن نمودارهای زمانی که میزان پایداری ولتاژ را نشان می دهند.
برای کسب بینش مضاعف نسبت به مکانیزم ناپایداری ولتاژ، مهندسان می توانند تحلیل مقادیر وزنی را در نقاط متعددی برای سنجش میزان ناپایداری ولتاژ بکار ببرند. برای مثال مقادیر ویژه یک سیستم خطی سازی شده می توانند محاسبه شوند تا بتوانند تصاویر لحظه ای پس از فرونشاندن حالت گذرا را نشان دهند.
مقادیر ویژه برای نشان دادن دوباره تنزل کردن نرخ پایداری ولتاژ در هنگام تغییر تپ پیوسته نیز بکار می روند و محاسبه می شوند. (این مورد برای سیستم های قدرت واقعی کاربرد آنچنانی ندارند). به هر حال، تحلیل مقادیر ویژه یا هر نوع تحلیل که مربوط به سیستم های خطی سازی شده می باشد می تواند گاهی اوقات منجر به بروز خطا در مورد حس کردن مقدار ایمنی گردد چرا که آستانه های پایداری همیشه تحت تأثیر عناصر غیرخطی هستند مانند ژنراتورها، ادوات FACTS یا تغییر دهنده های تپ زیر بار که می توانند به نهایت مقدار عملیاتی خود برسند. علت این امر این است که تحلیل مقادیر ویژه یا هر نوع تحلیل مربوط به سیستمهای خطی سازی شده فقط هنگامی می تواند مورد استفاده قرار بگیرد که شرایط سیستم حول یک نقطه کار ثابت تغییر می کند و تحت تغییرات و اغتشاشات کوچکی قرار دارد و می توان معادلات سیستم های غیر خطی را در حول آنها خطی سازی نمود. ناآگاهی نسبت به عناصر غیرخطی دینامیکی سیستم، مخصوصاً در حوالی فروپاشیدگی ولتاژ می تواند منجر به نتایج غلط و تصمیم گیری های اشتباه شود.
۱-۸-۳ به کار بردن منحنی های P-V و V-Q :
منحنی های V-Q که اسان ترین ابزار برای تحلیل پایداری ولتاژ هستند به مهندسان اجازه می دهند تا مقاومت سیستم را با اضافه کردن بار راکتیو بسنجند. منحنی V-Q نشان می دهد که یک بانک خازنی شنت (موازی با شبکه) ولتاژ سیستم را افزایش می دهد و آستانه توان راکتیو را افزایش می دهد.
نحوه عملکرد در سطور زیر مشخص شده است:
* یک کندانسور سنکرون مجازی در یک باس مورد آزمایش تصور کنید. باس مورد آزمایش بصورت یک باس از نوع PV درخواهد آمد بدون هیچ محدودیتی برای توان راکتیو.
* ولتاژهای مختلفی را برای آن درنظر بگیرید.
* نمودار مقدار توان راکتیو را نسبت به ولتاژ رسم کنید.
* نمودار های V-Q را برای شرایط قبل و بعد از اغتشاش رسم کنید همچنین برای مقادیر مختلفی از بارهای مدل سازی شده
نکته: دامنه ولتاژ معنی دار مابین ۹/۰ تا ۱/۱ پریونیت می باشد. استفاده از منحنی های V-Q برای بررسی مشکلات بزرگ سیستم کاربرد آنچنانی ندارد.
منحنی های V-Q راه خوبی برای اینکه بتوان تعیین کرد که ایا ولتاژ تحت بار مشخصی پایدار خواهد بود یا خیر؟
منحنی های P-V به عنوان انتخابی دیگر در تحلیل پایداری ولتاژ در سطوح مختلف بارگذاری موثر خواهند بود. همچنین معادلات سیستم پیچیده تر خواهد شد و سخت تر حل می شوند. هنگامی که قدرت قابل انتقال به حداکثر خود می رسد بنابراین، برای یک شبکه بزرگ تحلیل P-V در نزدیکی محدودیت تا حدی مبهم و پیچیده است. (آیا ممکن است سیستم منجر به خطا شود در حل مسئله به علت محدودیت های انتقال که به حد آنها رسیده ایم و حال هیچ راه حلی نداریم و اینکه آیا ممکن است به جواب نرسیم و علت اینکه الگوریتم انتخابی خوب عمل نمی کند؟ در جواب باید یگوییم که بستگی دارد به یک راه حل با الگوریتم غیر همگرا می تواند یک سیستم ناپایدار را به درستی نشان دهید یا خود الگوریتم شکل داشته باشد).
پایداری ولتاژ می تواند در هر نقطه ای از منحنی P-V یک سیستم خطی سازی شده یا بوسیله تحلیل حساسیت یا تحلیل به زوش مدال در حالت دائمی سنجیده شود.
در ادامه در خصوص منحنی های P-V و V-Q توضیحات بیشتری ارائه خواهد شد.
۱-۸-۴ اندیس های کارایی :
اندیس های کارایی که می توانند به عنوان پارامترهای تغییر یافته سیستم مانیتور شوند بسیار مفید هستند. برای اینکه تعیین کنیم سیستم چقدر به ناپایداری نزدیک شده است. این اندیسها عبارتند از:
۱-۸-۴-۱ ضریب حساسیت:
ابزار شناخته شده برای مهندسان تولید در جهت آشکارسازی مسئله پایداری ولتاژ و اندازه گیری صحیح تجهیزات.
این ضرایب برای اولین بار در پیشگویی مسئله کنترل ولتاژ منحنی های Q-V ژنراتورها مورد استفاده قرار گرفتند که شامل نشانگر نزدیکی به نقطه فروپاشیدگی ولتاژ نیز میشدند :
(Voltage Collapse Proximity Indicator: VCPI)
و همینطور ضریب حساسیت ولتاژ (Voltage Sensivity Factor:VFS).
۱-۸-۴-۲ مقادیر منفرد ویژه:
مقادیر مینیمم منفرد و مینیمم مقادیر ویژه نشانگرهای حساس تری هستند.
برای فروپاشیدگی ولتاژ تا ولتاژهای باس. اندیس ها را می توان برای تعیین اندازه گام مگاوات یا مگاوار بعدی در محاسبات پخش بار برای تعیین منحنی های P.V تحلیل های مربوط به آنها بکار برد.
۱-۸-۴-۳ آستانه های بارگذاری
مقدار بار اضافه شده (در الگوی مشخصی از اضافه بار) که می تواند منجر به فروپاشیدگی ولتاژ گردد آستانه بارگذاری پایه ای تری و گسترده ترین اندیس برای فروپاشیدگی ولتاژ است. مهندسان انتخاب های متعددی در مشخص کردن آستانه بارگذاری دارند. تغییر در بارگذاری می تواند توسط حاصل جمع مقادیر مطلق تغییرات توان بار یا با استفاده ازمجذور حاصل جمع مربعات تغییرات توان بار تعیین گردد.