پایان نامه قابلیت اطمینان سیستم های قدرت و جنبه های توان راکتیو در ارزیابی آن

چکیده

قابلیت اطمینان یک پارامتر مهم در ارزیابی کارایی و پایداری سیستم های قدرت می باشد در ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم ها، پارامترهای مهمی دخالت دارند مثل میزان ذخیره چرخان در نیروگاه ها در خطوط انتقال، حلقوی شدن شبکه در بخش انتقال و توزیع کنترل ولتاژ و کنترل میزان وار شبکه.

در مطالعات قبلی به ندرت به طور جامع در مورد ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم بحث شده است و تعریف مناسبی از قابلیت اطمینان سیستم ارایه نشده است.

در این مقاله در مورد توان راکتیو و جنبه های آن بحث شده است قابلیت اطمینان به صورت کامل تعریف شده است. روشهای پایه برای محاسبه سیستم های قدرت ارایه شده است و به صورت موردی نقش توان راکتیو در ارزیابی قابلیت اطمینان گفته شده است و فنون محاسبات در این مقاله ارایه شده است.

کلیدواژه: ارزیابی، قابلیت، توان راکتیو، خطوط انتقال

تحقیق مرتبط: مقاله کنترل کلاسیک، قدرتمند و نامتمرکز پایدارکننده سیستم قدرت

فصل 1 توان راکتیو

توان راکتیو یک از مهمترین عوامل حائز اهمیت در طراحی و بهره برداری سیستمهای قدرت است. در یک بیان ساده و بسیار کلی میتوان گفت از آنجاییکه امپدانسهای اجزاء سیستم قدرت به طور غالب راکتیو می باشند، انتقال توان اکتیو مستلزم وجود اختلاف زاویه فاز بین ولتاژهای ابتدا و انتهای خط است. در حالیکه برای انتقال توان راکتیو لازم است که اندازه این ولتاژها متفاوت باشد. بنابراین باید توان راکتیو در بعضی از نقاط سیستم تولید و سپس به محلهای مورد نیاز منتقل شود. ولتاژها را باید در نقاط کلیدی کنترل کرده و یا حمایت یا محدودیتی را به آن اعمال کنیم. این عمل کنترل می تواند در سطح وسیعی به وسیله تولید یا مصرف توان راکتیو در نقاط کلیدی صورت گیرد. در عمل تمام تجهیزات یک سیستم قدرت برای ولتاژ مشخصی، ولتاژ نامی، طراحی می شوند. اگر ولتاژ از مقدار نامی خود منحرف شود ممکن است باعث صدمه رساندن به تجهیزات سیستم و یا کاهش عمر آنها گردد. بنابراین تثبیت ولتاژ نقاط یک سیستم قدرت کاملاً ضروری است. بدیهی است که کنترل ولتاژ تمام نقاط سیستم از لحاظ اقتصادی عملی نمی باشد.از طرف دیگر کنترل ولتاژ در حد کنترل فرکانس ضرورت نداشته و در بسیاری از سیستمهای خطای ولتاژ در محدوده تنظیم می شود. توان راکتیو مصرفی بارها در ساعات مختلف در حال تغییر است، لذا ولتاژ و توان راکتیو باید دائماً کنترل شوند. در ساعات پر بار بارها قدرت راکتیو بیشتری مصرف می کنند و نیاز به تولید قدرت راکتیو زیادی در شبکه می باشد. اگر قدرت راکتیو مورد نیاز تامین نشود اجباراً ولتاژ نقاط مختلف شبکه کاهش یافته و ممکن است از محدوده مجاز خارج شود.

فصل 2 تعریف قابلیت اطمینان در سیستم های قدرت

با توسعه صنعتی جوامع، اهمیت تامین انرژی مطمئن برای مشترکیعن صنت برق روز به روز افزایش می یابد. از طرف دیگر مشترکین صنعت برق همواره مایلند که انرژی الکتریکی با قیمت مناسب به آنها عرضه شود. این دو تقاضای مشترکین در واقع در دو جهت مخالف می باشد زیرا افزایش ضریب اطمینان در تامین انرژی مستلزم افزایش سرمایه گذاری در تجهیزات صنعت برق است که خود موجب افزایش هزینه ها و بالطبع افزایش قیمت انرژی تولیدی خواهد گردید. بنابراین برای هر سیستم تولید انرژی الکتریکی لازم است تا سطح مناسب ضریب اطمینان تامین انرژی الکتریکی (پایداری) به نحوی تعیین گردد که ضمن تامین معقول تقاضای مشترکین مبنی برارائه انرژی مطمئن، هزینه های سیستم نیز در سطح قابل قبولی قرار گیرد. با برنامه ریزی مناسب سعی می شود سیستم را با کمترین هزینه ها در جهت بهبود ضریب اطمینان انرژی سوق دهند.

تحقیق مرتبط: مقاله طراحی سیستم انرژی ترکیبی مستقل از شبکه با شاخص قابلیت اطمینان

قابلیت اطمینان شامل مراحلی است که در زمان وقفه اجزایی از سیستم باید به منظور حفظ بهره برداری از سیستم اعمال گردد. از آنجائیکه پیش بینی وقفه اجزاء سیستم غیرممکن است، سیستم در تمام مواقع باید گونه ای بهره برداری شود که در صورت وقوع حادثه، در وضعیت خطرناکی قرار نگیرد و با توجه به اینکه تجهیزات مربوط به سیستم قدرت به گونه ای طراحی شده اند که در محدوده مشخصی کار کنند اکثر آنها با وسایل اتوماتیک حفاظت می کنیم بطوریکه در صورت انحراف از آن حدود، بطور اتوماتیک از سیستم خارج شوند. اگر حادثه ای در سیستم اتفاق افتد که با وجود انحراف از حدود مجاز به کار خود ادامه دهد. آن حادثه ممکن است یک سری از حوادث دیگر را به دنبال داشته باشد و تجهیزات دیگری را از مدار خارج نماید اگر این کار ادامه پیدا کند تمام سیستم یا قسمت بزرگی از سیستم ممکن است فرو ریزد. دو نوع پیشامد مهم در سیستم قدرت عبارتند از یکی اتفاقات مربوط به خطوط انتقال و دیگری مربوط به وقفه واحدهای تولید است. اگر حادثه ای منجر به خاموشی شود ممکن است از قطع یک خط به علت خرابی عایقی شروع شود که به دنبال آن سایر خطوط انتقال اضافه باری را تحمل خواهند کرد. اگر یکی از این خطوط بیش از حد بارگذاری شود امکان دارد توسط حفاظت اتوماتیک باز شود که در نتیجه باز هم بار بیشتری را بر سایر خطوط تحمیل کند..