شبیه سازی سیستم میکروگرید در شبکه قدرت همراه با گزارش فارسی:پروژه متلب ارزان - انجام پروژه متلب |پروژه متلب | انجام پروژه متلب برق | شبیه سازی با متلب

شبیه سازی سیستم میکروگرید در شبکه قدرت همراه با گزارش فارسی:پروژه متلب ارزان

شبیه سازی سیستم میکروگرید در شبکه قدرت همراه با گزارش فارسی و پاورپوینت ارایه:شبیه سازی آماده متلب

شبیه سازی آماده متلب: انجام پروژه متلب یک ریزشبکه (Micro grid) معمولاً شامل مجموعه‌ای از منابع تولید پراکنده، سیستم ذخیره انرژی و بارها می‌باشد که می‌تواند به صورت اتصال به شبکه و عملکرد جزیره‌ای مورد بهره‌برداری قرار گیرد، ریزشبکه دارای منافع زیادی هم برای مصرف کننده و هم برای شرکت‌های تولید برق خواهد داشت، از دید مصرف‌کننده ریزشبکه قابلیت فراهم ساختن همزمان برق و حرارت، افزایش قابلیت اطمینان، کاهش انتشار گازهای گل‌ ‌ای، بهبود کیفیت توان و کاهش هزینه‌های مصرف را دارد و از دید شرکت‌های برق بکارگیری ریزشبکه‌ها پتانسیل کاهش دیماند مصرفی و بنابراین کاهش تسهیلات توسعه خطوط انتقال و علاوه بر آن عامل حذف نقاط اوج مصرف خواهد بود که در نتیجه از تلفات شبکه نیز کاسته می‌شود.

مقدمه

شبیه سازی آماده متلب:مسائل پایداری، پیوستگی عمیقی با موضوعات قابلیت اطمینان، برنامه ریزی، بهینه سازی و حتی کیفیت توان در سیستم قدرت دارند. مسئله پایداری دارای جنبه های مختلفی است که از این میان، ناپایداری ولتاژ به عنوان یک معضل نسبتاً جدید، گریبانگیر سیستمهای قدرت امروزی است و از آنجا که وجود اغتشاشات، به خاطر خطای انسانی یا عوامل طبیعی ، یک واقعیت اجتناب ناپذیر است ، بروز ناپایداری ولتاژِ ناشی از یک اغتشاش اولیه ، باعث خاموشی های متعددی در شبکه های کشورهای مختلف شده است .

وقوع چند خاموشی وسیع در آمریکا و اروپا از جمله این وقایع است . در ١۴ آگوست ٢٠٠٣ (اواسط مرداد) یک حادثه خروج متوالیِ تجهیزات انتقال و تولید در سیستم به هم پیوسته شرق آمریکای شمالی منجر به خاموشی بیشتر بخشهای ایالت نیویورک و قسمتهایی از پنسیلوانیا، اوهایو، میشیگان و انتاریوی کانادا شد. این خاموشیِ آمریکایی -کانادایی ، تقریباً ۵٠ میلیون نفر را در ٨ ایالت آمریکا و ٢ استان کانادا تحت تأثیر قرار داد. ۶٣ گیگاوات بار قطع شد که تقریباً ١١ درصد کل بار تأمین شده در این سیستم است .

شبیه سازی آماده متلب:حین این اتفاق، ۴٠٠ خط انتقال و ۵٣١ واحد تولیدی در ٢۶١ نیروگاه قطع شدند. بررسی های بعدی نشان داد این حادثه از نوع ناپایداری ولتاژ بوده است . ساعاتی قبل از وقوع این حادثه ، مشکل تامین توان راکتیو در بعضی مناطق بوجود آمده بود [٣].

نرمافزارهای تخمین حالت و آنالیز بلادرنگ پیشامد، اطلاعات کافی از حوادث در حال وقوع فراهم می کنند و ارزیابی «هشدار زود هنگام» را انجام می دهند. این نرم افزارها قبل از حادثه فوق و در طی آن دچار مشکل بودند.

تولید بادی را می توان به عنوان یکی از منابع تولید پراکنده دانست . تولید پراکنده به تمام واحدهای تولید با حداکثر ظرفیت ۵٠ تا ١٠٠ مگاوات گفته می شود که معمولاً به شبکه توزیع متصلند و به طور مرکزی برنامه ریزی یا توزیع نمی شوند.

گزارشات اخیر حاکی از این است که تولید بادی در دنیا در سالهای اخیر سریعترین رشد را در بین منابع تولید برق تجربه می کند. سیستم انتقال دانمارک غربی یک مورد واقعی از یک سیستم قدرت بادی بزرگ است .

در ایران نیز با گسترش بازار برق و وجود مناطق بادخیز مناسب و سند چشم انداز ٢٠ ساله توسعه کشور، الحاق مزارع باد بیشتر دور از انتظار نیست و هم اکنون بخش خصوصی برای احداث چند نیروگاه بادی اقدام کرده است . در سال ٢٠٠٨، ١٧ مگاوات به ظرفیت نصب شده کشورمان اضافه شده و مجموعاً به ٨۵ مگاوات در انتهای سال رسیده است [۶٨ و ۶٩].

هدف این پروژه بررسی تأثیر نیروگاههای بادی بر حد بارپذیری و پایداری ولتاژ گذرای یک سیستم قدرت و مرور راهکارهای مختلف موجود برای بهبود مشکلات ناشی از آنها و تأثیر عوامل مختلف مثل پارامترهای کنترل و نوع و محل نصب تجهیزات پشتیبانی توان راکتیو است . هر چند تمرکز اصلی بر روی مسائل مربوط به توربینهای سرعت ثابت است ، اما از مزایای توربینهای نسل جدید که مجهز به ادوات الکترونیک قدرت هستند، نیز استفاده شده است .

ریشه مشکلات ناشی از نیروگاههای بادی را می توان در چند دسته قرار داد. اول متغیر و غیر قابل پیش بینی بودن سرعت باد، دوم ناتوانی نیروگاههای باد در تأمین توان راکتیو و سوم قرار گرفتن مزراع باد در قسمتهای ضعیف شبکه و دور از مراکز بار.

در فصل اول، مسئله پایداری ولتاژ به همراه علل و راه حلهای آن مطالعه شده و زمینه هایی که اخیرًا در مراجع مورد توجه قرار گرفته معرفی شده است .

در فصل دوم، انواع توربینهای باد و مشکلات مربوط به آنها از منظر شبکه و از منظر توربین مورد توجه قرار گرفته است و راه حلهای موجود معرفی شده در مراجع ، ارائه شده است .

فصل سوم، به توصیف ادوات FACTS به عنوان جبرانسازهای دینامیک پرداخته و سیستمهای ذخیره انرژی را به عنوان زیر شاخه ای از این تجهیزات معرفی کرده است .

در فصل چهارم، با هدف کشف تأثیر کیفیت اتصال به شبکه بر کار یک ژنراتور القایی و برای درک عمیق عملکرد یک ماشین القایی ، منحنیهای تغییرات کمیات مختلف الکتریکی نسبت به لغزش در شرایط متفاوت رسم شده است .

در فصل پنجم با ارائه نتایج مطالعه استاتیک و شبیه سازی حوزه زمان، انواع روشهای موجود برای ارتقای پایداری ولتاژ گذرای یک سیستم ضعیف ، با یک مزرعه باد سرعت ثابت موجود، مورد بحث قرار گرفته و یک تکنیک جدید و مقرون به صرفه با تکیه بر استانداردهای بروز شده سیستمهای دارای تولید بادی ، ارائه شده است .

نهایتاً در فصل ششم به کمک نتایج شبیه سازی به نتیجه گیری پرداخته شده

«ناپایداری ولتاژ از تلاش دینامیکی بار برای بازیابی مصرف توان فراتر از توانایی مجموع سیستم انتقال و تولید ناشی می شود.»

از واژه فروپاشی برای دلالت بر یک گذر ناگهانی فاجعه بار استفاده می شود، که معمولاً به خاطر وقوع یک ناپایداری در یک بازه زمانی سریعتر از آنچه مدنظر است اتفاق می افتد. فروپاشی ولتاژ می تواند نتیجه نهایی ناپایداری ولتاژ باشد یا نباشد.

ناپایداری ولتاژ ممکن است عواقب وخیمی مثل توقف موتور القایی و از دست رفتن سنکرونیسم ژنراتور منجر به خاموشی محلی ، داشته باشد. مثلاً یکی از عوامل تکنیکی اصلی در خاموشی آگوست ٢٠٠٣ شبکه کانادا-آمریکا در شمال شرق آمریکا فقدان توان راکتیو کافی ، یعنی یک مسئله پایداری ولتاژ بوده است [۴].

در این فصل موضوعات اصلی از قبیل مقدمه ای از پایداری ولتاژ، روشهای بررسی پایداری ولتاژ و روشهای پیش بینی یا شناسایی شرایط ناپایدار ولتاژ و راههای مقابله با ناپایداری ولتاژ مطرح شده است .

نوع اول ناپایداری حتی برای اغتشاشات کوچک هم موجود است و لذا ناپایداری حالت دائم یا سیگنال کوچک گفته می شود (حل با تحلیلهای خطی ). نوع دوم با اغتشاشات بزرگ آغاز می شود و پایداری گذرا

یا اغتشاش بزرگ گفته می شود. برای بررسی پایداری گذرا باید عملکرد سیستم برای یک مجموعه از اغتشاشات معین ارزیابی شود.

از سوی دیگر تحلیل پایداری ولتاژ نیازمند یک نمایش کامل شبکه است . این یک منظر اصلی است که دو نوع مسئله پایداری بلند مدت را از هم تفکیک می کند. به علاوه همانطور که گفته شد ناپایداری ولتاژ ناشی از بار است .

١-٣- معرفی مسئله ناپایداری ولتاژ

کار گروه IEEE.CIGRE مفهوم پایداری را به صورت زیر تعریف کرده است : «پایداری سیستم قدرت، توانایی یک سیستم قدرت الکتریکی در یک حالت کار اولیه مفروض برای بازیابی ١ یک حالت کار متعادل است بعد از اینکه در معرض یک اغتشاش فیزیکی قرار گرفت ، با بیشترین متغیرهای مقید شده سیستم به گونه ای که کل سیستم آسیب ندیده باقی بماند٢» [۶].

شبیه سازی آماده متلب:چندین حالت پایداری تعریف شدهاند، که عبارتند از:

پایداری زاویه روتور: که می تواند پایداری زاویه اغتشاش کوچک یا پایداری گذرا باشد.

پایداری فرکانس : که می تواند پایداری کوتاه مدت یا بلند مدت باشد.

پایداری ولتاژ: که می تواند اغتشاش بزرگ یا اغتشاش کوچک باشد و هر دوی آنها می توانند در عمل کوتاه مدت یا بلند مدت باشند.

پایداری ولتاژ توسط کمیته مهندسی سیستمهای قدرت ٣ به صورت زیر تعریف شده است :

«پایداری ولتاژ توانایی یک سیستم برای حفظ ولتاژ به گونه ای است که وقتی ادمیتانس بار افزایش یافت توان بار افزایش یابد و به گونه ای که توان و ولتاژ هر دو قابل کنترل باشند» [۶].

١-۴- سناریوهای ناپایداری ولتاژ کوتاه مدت و بلند مدت

سناریوهای ناپایداری ولتاژ کوتاه مدت ناشی از موتورهای القایی عبارتند از:

١-خروج تجهیزات انتقال باعث می شود ماکزیمم توان قابل تحویل از توان مکانیکی بار موتوری کوچکتر شود. چون گشتاور الکترومغناطیسی قابل بازیابی نیست ، موتور متوقف می شود که باعث می شود ولتاژ افت کند و جریان زیادی در آرمیچر جاری شود.

٢-یک اتصال کوتاه نزدیک موتور باعث می شود سرعت موتور افت کند. اگر خطا با سرعت کافی رفع نشود، موتور قادر نخواهد بود دوباره شتاب بگیرد و لذا متوقف می شود، با عواقبی مطابق فوق.

در حالت اول سیستم هیچ نقطه تعادل بعد از اغتشاشی ندارد، در حالی در حالت دوم خطای طولانی مدت باعث می شود سیستم از ناحیه جذب تعادل بعد از اغتشاش خود دور شود.

١-۵- اقدامات حفاظتی و پیشگیرانه در برابر ناپایداری ولتاژ

دو خط دفاعی در برابر ناپایداری و خاموشی ، ارزیابی و حفظ حاشیه های امنیت در برابر اتفاقات منتظره از یک سو و طرحهای حفاظتی سیستم ١ (SPS) در برابر حوادث جدیتر، از سوی دیگر است .

چندین راهکار کنترل اضطراری LTC مورد استفاده هستند یا در مقالات برای در برگرفتن ناپایداری ولتاژ پیشنهاد شدهاند.

• مسدود کردن تپ ساده ترین راه مقابله در کنترل اضطراری LTC است .
• کم کردن نقطه تنظیم ولتاژ، یعنی کاهش دادن ولتاژ مرجع و باند مجازش در ولتاژ سمت توزیع . به

LTC اجازه داده می شود تا این ولتاژ را در مسیر عادیاش کنترل کند.

• قفل کردن تپ ، اختصاص یک موقعیت تپ خاص است ، که LTC حرکت می کند و در آن قفل می شود.
• معکوس کردن تپ شامل تغییر دادن منطق کنترلی می شود، به گونه ای که LTC ولتاژ سمت انتقال را به جای سمت توزیع کنترل کند.

واضح است که ، هیچ کدام از کنترلهای اضطراری LTC قادر نیستند تعادل بلند مدت سیستم را در حضور خودْبازیابیِ بار بازگرداند. این امر نیازمند بارزدایی مستقیم است .

١-۶- ناپایداری ولتاژ کوتاه مدت

ناپایداری ولتاژ کوتاه مدت توسط بارهای با بازیابی سریع که میل دارند مصرف توان را در بازه زمانی یک ثانیه بعد از یک افت ولتاژ ناشی از یک حادثه بازیابی کنند، بوجود می آید. مصرف توان اکتیو یک موتور القایی بعد از افت ولتاژ تقریباً به توان ثابت باز گردانده می شود. اگر گشتاور الکتریکی بعد از اغتشاش کمتر از گشتاور مکانیکی باشد موتور متوقف می شود و جریان راکتیو زیادی جذب می کند و افت ولتاژ بیشتر و فروپاشی ولتاژ را تسریع می کند.

شاخصهای مبتنی بر حالت مفروض از اطلاعات حالت موجود استفاده می کنند. بر این اساس ۶ مفهوم اصلی برای آنها وجود دارد: الف -ذخیره توان راکتیو، ب-افت ولتاژها (البته از جبران راکتیو و تپ چنجر تأثیر می گیرد)، ج-تلفات مگاوات یا مگاوار (افزایش نمایی تلفات)، د-مقادیر افزایشی (مثلاً Q∆)، ه-

∆V

حاشیه افزایش حالت دائم ، و-مینیمم مقدار منفرد یا مینیمم مقدار ویژه

حاشیه افزایشی حالت دائم شاخصی محاسبه شده از دترمینان یک فرمول بندی خاص از ژاکوبین پخش بار است که پس از نرمالیزه کردن، مقدار حداکثر آن ١ است و در نقطه بحرانی صفر می شود.

مقادیر منفرد هم به خاطر مفید بودن تجزیه متعامد ماتریسهای ژاکوبین ، در مطالعه سیستمهای قدرت به کار رفته اند. تجزیه مقدار منفرد معمولاً برای تعیین مرتبه یک ماتریس به کار می رود، که برابر تعداد مقادیر منفرد غیر صفر ماتریس است .

برای یک ماتریس حقیقی متقارن، قدر مطلق مقادیر ویژه برابر مقادیر منفرد است . اگر کوچکترین مقدار منفرد صفر باشد، آنگاه ماتریس منفرد است . با صفر شدن کوچکترین مقدار منفرد، مقدار ویژه مینیمم هم صفر می شود.

اگر شاخصهای مبتنی بر حالت موجود نسبت به بار سیستم رسم شوند، خط سیر بیشتر آنها یک منحنی نمایی دارد. این موضوع، پیش بینی فروپاشی توسط آنها را مشکل می کند.

شاخصهای مبتنی بر تغییر بزرگ، غیر خطی های ناشی از اغتشاشات بزرگ و یا تغییر بار را در نظر می گیرند. این شاخصها نیاز به محاسبه بیشتر دارند، ولی قابل اطمینان ترند و حاشیه را بر حسب MW یا

MVAr می دهند. همه این شاخصها در اصل یک معیار را به کار می برند، اما روش محاسبه بسیار متفاوت است .

این روشها به ۶ گروه قابل تقسیم است : ١-پخش بار تکراری (پی درپی )١، ٢- روشهای تداومی ٢، ٣- روشهای مبتنی بر بهینه سازی ، ۴- روشهای مستقیم یا روشهای نقطه فروپاشی ، ۵-نزدیکترین فاصله تا بیشترین مرز انتقال، ۶-روشهای تابع انرژی.

١-٨- مطالعات پایداری از طریق آنالیز حساسیت

ویژگیهای دینامیکی سیستم قدرت توسط خواص ماتریس حالت سیستم (Asys) مشخص می شود.

ماتریس A در مدل معادلات دیفرانسیلی -جبری، برخلاف آنالیز مبتنی بر پخش بار استاتیک، اطلاعات خوبی از پایداری دینامیکی سیستم می دهد.

بدست آوردن عوامل مهمی که روی پایداری تأثیر می گذارند اهمیت دارد، چه تأثیر منفی و چه تأثیر مثبت . یک روش معمول در آنالیز حساسیت ، تعریف یک شاخص پایداری و مطالعه چگونگی تأثیر پارامترهای مختلف بر این شاخص است . این علائم حساسیت در محدوده نقطه خطی سازی معتبرند.

شبیه سازی آماده متلب:گاهی حساسیت مستقیماً نسبت به یک شاخص معین تعریف نمی شود و به آن حساسیت پارامتری گفته می شود.

شناسایی المانهای بحرانی: این کار شامل مکانیابی اجزاء بحرانی (باسها، شاخه ها و ژنراتورها) در یک سیستم قدرت می شود. در نزدیکی یک حل متعادل مفروض (Yo,Xo ) از معادلات نشان دهنده سیستم قدرت، مشتق X∂ و Y∂ در Po یک معیار طبیعی از حساسیت حل می دهد. P برداری است که شامل

تمام پارامترهای ظاهر شونده در f و g (معادلات دینامیک سیستم و پخش بار) می شود. از این مشتقات حساسیت متغیرهای وابسته ، مثلاً حساسیت ولتاژ باس نسبت به بار سیستم ، را می توان به سادگی یافت .

خروجی متلب »

پروژه متلب ارزان:

http://www.porojeamadematlab.ir

تنها وبسایت پروژه متلب ارزان

سیستم میکروگرید ،شبکه قدرت،ریزشبکه،Micro grid،منابع تولید پراکنده،بهبود کیفیت توان،پایان نامه آماده،matlab,matlab project،شبیه سازی،پروژه متلب ارزان