۱) ابتدا شبکه نمونه شعاعی شکل ۲-۴ را با بهره گرفتن از نرم‌افزار شبیه‌سازی می‌کنیم.
۲) اطلاعات شبکه را وارد برنامه می‌کنیم.

۳) انجام بخش بار شبکه بدون حضور تولید پراکنده و به دست آوردن مجموع تلفات برای شبکه
۴) در هر یک از شینه‌های شماره ۲ تا ۸ به ترتیب منبعی را قرار می‌دهیم با تولید: تولید را افزایش داده

هم‌اکنون انرژی الکتریکی در ایران توسط نیروگاه های متمرکز و بزرگ انجام می‌شود. اگر چه کشور ایران از منابع انرژی بسیاری برخوردار است ولی عدم استفاده بهینه از آن ها نه تنها موجب بروز مشکلات اقتصادی می‌شود، بلکه از نقطه‌نظر زیست‌محیطی نیز که امروز در سطح جهان با تمایلات فراوانی روبرو است اثر نامطلوب دارد. آنچه که طراحان سیستم‌های قدرت را به ایجاد نیروگاه های بزرگ برای تولید متمرکز علاقه‌مند ‌کرده‌است تامین بارهای مصرفی بزرگ، افزایش راندمان حرارتی، کاهش هزینه های سرمایه‌گذاری و هزینه بهره‌برداری به ازای کیلو وات تولیدی است. اما باید توجه داشت در شبکه های برق‌رسانی درصد قابل توجهی (در حدود ۱۳ درصد) از توان و انرژی الکتریکی تولید شده در نیروگاه ها،‌در مسیر تولید به مصرف تلف می‌شود.

تلفات در تمام سطوح سیستم قدرت یعنی تولید،‌انتقال و توزیع وجود دارد،‌اما ۷۵ درصد از تلفات در شبکه های توزیع اتفاق می‌افتد. علت این امر زیاد بودن مقادیر جریان‌های خطوط ،‌به دلیل پایین بودن سطح ولتاژ در شبکه های توزیع و نیز ساختار شعاعی این شبکه ها است. لذا در زمینه کاهش تلفات شبکه های توزیع از اهمیت بالایی برخوردار است. با توجه به ایجاد رقابت و تجدید ساختار در سیستم‌های قدرت انتظار می‌رود که واحدهای تولیدی کوچک (تولید پراکنده) نقش فزاینده‌ای در آینده این سیستم‌ها داشته باشند. به طوری که تحقیقات انجام شده نشان می‌دهد،‌ در سال ۲۰۱۰ میلادی بیش از ۲۰ درصد تولید جدید انرژی الکتریکی را تولیدات پراکنده تشکیل داده است . به طور کلی هر نوع تولید انرژی در ظرفیت‌های نسبتاً‌کم که در محل مصرف یا در نزدیکی آن (عمدتاًً در بخش توزیع شبکه قدرت) صورت می‌پذیرد،‌بدون در نظر گرفتن تکنولوژی مورد استفاده در پروسه تولید آن، نوعی تولید پراکنده محسوب می‌شود.

این تعریف،‌شامل تولید ترکیبی گرما، سرما و برق (CHCP) هم می‌شود. از یک دیدگاه عملی این سیستم یک نوع امکان برای تولید برق است که می‌تواند در داخل یا کنار محل استفاده مشتری نهایی (که ممکن است یک ناحیه، منطقه صنعتی،‌یک ساختمان تجاری یا یک مجتمع باشد)،‌نصب و استفاده شود. واحدهای تولید پراکنده دارای انواع مختلفی هستند که بسته‌ به نوع،‌ظرفیت نامی و نیز قیمت،‌متفاوتند. تولید پراکنده می‌تواند در زمان پیک بار روی یک فیدر،‌در تغذیه بار کمک کند و از این رو قابلیت کاهش هزینه سرمایه‌گذاری روی یک فیدر را دارد. استفاده از تولید پراکنده همزمان با بهره گرفتن از نیروگاه های بزرگ و شبکه سراسری نیز امکان‌پذیر است. در این صورت ظرفیت خطوط انتقال و پستهای توزیع تا حد قابل ملاحظه‌ای آزاد خواهد شد.

▪ روش جدید جایابی تولیدات پراکنده در شبکه توزیع واقعی جهت کاهش تلفات:

یکی از خصوصیات منحصر به فرد شبکه های شعاعی تناظر یک به یک بین جریان بار شینه‌ها و جریان‌های شاخه‌های شبکه است. در این شبکه ها توسط قانون جریان کیرشهف می‌توان از روی جریان‌های بار، جریان شاخه‌ها را به دست آورد. اگر I بردار جریان بار شینه‌ها و J بردار جریان شاخه‌ها باشد، خاصیت فوق را می‌توان به صورت روابط ماتریسی زیر نشان داد. حال به یافتن تابع تلفات شبکه می‌پردازیم. فرض می‌شود ولتاژ، جریان بار و جریان تزریقی نیروگاه تولید پراکنده در شینه دلخواه I از شبکه به ترتیب با Vi و Ii و IiDG نمایش داده شوند. در این صورت با انتخاب محورهای مختصات متعامد d و q و تجزیه بردارهای فوق بر روی این دو محور به صورت Id و Iq تابع تلفات را می‌توان ابتدا بدون در نظر گرفتن نیروگاه تولید پراکنده به صورت زیر به دست آورد. Qi و Pi توان اکتیو و راکتیو بار و i? زاویه ولتاژ در شینه i است.

با تزریق جریان از یک نیروگاه تولید پراکنده مثلاً نصب شده در شین i متعلق به مسیر P (منظور از مسیر، مسیری است که شین I را به شین Slack وصل می‌کند. برای این حالت (۵،۳،۲)=p) تابع تلفات برای این حالت به صورت زیر به دست می‌آید. البته این مقدار تلفات یک مقدار نسبتاً دقیق است، چرا که پخش بار در حالت جدید یعنی با حضور DG انجام نشده است. ولی تغییر جریان شاخه‌ها پس از پخش بار با حضور DG به طور تقریبی با مقادیر پیش‌بینی شده برای شاخه‌ها،‌با رابطه بالا مطابقت دارد.

▪ حال اگر از تابع تلفات جدیدی نسبت به جریان تولید پراکنده مشتق بگیریم،‌ برای آنکه بیشترین کاهش تلفات اکتیو را داشته باشیم، خواهیم داشت:

برای آنکه DG در شینه i، جریان‌های به دست آمده در رابطه ۸ و ۹ را داشته باشد، توان بهینه آن را از رابطه زیر محاسبه می‌کنیم:

با این روش مقدار بهینه قدرت تولید برای هر شینه پیدا می‌شود و پس از انجام پخش بار این بار با حضور DG با توانی که برای آن به دست آمد، تلفات جدید را برای شینه i وقتی DG در آن نصب می‌شود، پیدا می‌شود. این عملیات را برای همه شینه‌های شبکه تکرار کرده، شینه‌ای که نصب DG در آن ماکزیمم کاهش تلفات را ایجاد می‌کند،‌نقطه بهینه برای نصب DG در شبکه است. الگوریتم عملیات فوق به صورت زیر خلاصه می‌شود:

قدم اول: انجام محاسبات پخش بار روی فیدر

  1. ) قدم دوم: تعیین مسیر از شینه i تا شینه Slack

۳) قدم سوم: نوشتن تابع تلفات جدید طبق رابطه ۷

۴) قدم چهارم: پیدا کردن جریان بهینه DGای که باید در شینه i نصب شود. طبق رابطه ۸ و ۹

۵) قدم پنجم: محاسبه مقدار تقریبی توان بهینه برای DG در شینه i طبق رابطه ۱۰

۶) قدم ششم: محاسبه تلفات به طور دقیق،‌پس از پخش بار در حالت جدید

۷) قدم هفتم: تکرار الگوریتم فوق برای همه شینه‌های شبکه

۸) قدم هشتم: مقایسه کاهش تلفات دقیقی که نصب DG در هر شینه روی تلفات شبکه ایجاد ‌کرده‌است و انتخاب نقطه بهینه، یعنی شینه‌ای که ماکزیمم کاهش تلفات را ایجاد ‌کرده‌است. همان‌ طور که ملاحظه شد در شبکه توزیع واقعی، دیگر تابع تلفات یک تابع پیوسته نیست که به آسانی بتوان از آن مشتق گرفت و نقطه بهینه را پیدا کرد، بلکه یک تابع گسسته است که در هر یک از شینه‌ها بسته به مقدار باری که به آن ها وصل است، اثر متفاوتی روی آن می‌گذارند و از طرف دیگر اگر چه تعیین مقدار توانی که DG تولید می‌کند در اختیار ما است.

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...