پایان نامه عملکرد جزيره ای در سيستم های قدرت
مقدمه:
تشخيص عملکرد جزيره ای در سيستم هاي قدرت
همزمان با رشد و توسعه سيتسمهاي قدرت، مسئله تأمين امنيت نيز در سيستم قدرت، نمو پيدا كرده است. افزايش نياز افراد بشر، براي دستيابي به جامعهاي مدرن و زندگي راحت را ميتوان علت اصلي گسترده شدن سيتسمهاي قدرت دانست. انرژي الكتريكي را ميتوان به عنوان يكي از پاكترين منابع انرژي دانست. از زماني كه بشر موفق به دستيابي به اين انرژي شد، زندگي او دچار تحول و دگرگوني عظيمي شد و تا امروز پيشرفتهاي بسياري را ميتوان مشاهده كرد. گستره علوم مربوط به اين نيرو به حدي است كه هيچ وقت گرد و غبار كهنگي بر روي آن نمينشيند.
1-1-1 : انگيزه حركت
اين پاياننامه در مورد رخدادهايي كه بين منابع توليد نيرو و منابع مصرف نيرو شكل ميگيرد، بحث ميكند. اين رخدادها تحت عنوان تشخيص عملكرد جزيرهاي در اين پاياننامه ذكر شدهاند. در طي چند سال اخير، كشورهاي مختلفي بررسيهايي را بر روي عملكرد جزيرهاي سيستم قدرت انجام دادهاند. از نگاه برخي از آنها اين رويدادها كم اهميت و از نگاه برخي ديگر، بسيار مهم بوده است.
در هر صورت، بررسي عملكرد جزيرهاي سيستم قدرت در اين پاياننامه، بسيار ضروري به نظر ميرسيد. اين بسيار حائز اهميت است كه اگر جزيرهاي در سيستم قدرت شكل بگيرد، اما توانايي دفع پيامدهاي آن را به خوبي داشته باشيم. اين مسائل به طور مفصل در بخش هاي بعد بررسي ميشوند.
با توجه به مطالعات انجام شده، در حقيقت عملكرد جزيرهاي زماني رخ ميدهد كه يك يا چند منبع توليد انرژي، به برقدار كردن و انرژي رساندن به بخشسي از شبكه كه از كل سيستم قدرت جدا شده است، ادامه دهند. اين موضوع در شكل 1 واضح است.
شكل 1-1 : بار جدا شده از فيدر 22kV، از طريق واحد DER، تغذيه ميشود.
اين شکل يك جزيره سيستم قدرت است.
عملكرد جزيرهاي ميتواند عمدي يا غير عمدي باشد. در اولين مورد، اگر عملكرد جزيرهاي بخواهد عمدي باشد، بايد سيستم و تجهيزات را با آن وفق داد. بنابراين واحد DER بايد كنترل ولتاژ و فركانس شبكه جزيره شدن را به عهده بگيرد.
براي تشريح عملكرد جزيرهاي عمدي يك واحد صنعتي مثل مجتمع پتروشيمي مبين را در نظر ميگيريم كه اين مجتمع توانايي توليد توان مصرفي بارهاي داخل خود را دارد، اما منابع توليد پراكنده (DER) اين واحد صنعتي انرژي مازاد مصرفي رخداد جزيرههاي غير بسيار خطرناك است. چون اين جزيرهها و قايع غير قابل پيشبيني به همراه دادند.
اگر جزيره غير عمدي ايجاد شده باشد، كنترلي بر روي فركانس و ولتاژ مشتركان و نيز جزيره وجود نخواهد داشت كه اين بسيار مضر است. در اين شرايط DER و يا يوتيليتي جزيره، توانايي تضمين كيفيت توان و امنيت مصرفكنندگان را نخواهد داشت.
2-1-1 : اهداف مورد بررسي
اين پاياننامه، بر روي تمامي انواع منابع توليد پراكنده (DER) از جمله ژنراتورهاي سنكرون و آسنكرون و مبدلهاي پايه اينورتري بحث نموده است و رخدادهاي جزيرهاي را براي هر يك بررسي نموده و روشهاي تشخيص، چگونگي كاربرد و كارآيي و نيز سود و زيانهاي آنها را تجزيه و تحليل كرده است.
در اين پاياننامه، تحقيقات جامع انجام گرفته، هر دو موضوع قابليت اطمينان و امنيت روشهاي مختلف، همراه با احتمالات رخدادهاي گوناگون در شبكه را در بر ميگيرد.
از عملكرد دقيق و سريع رلههاي حفاظتي بايد اطمينان كافي داشت. رلههاي حفاظتي، همواره بايد منتظر تشخيص و آماده عمل كردن باشند (IEEE2000).
به دليل كارايي بيشتر ژنراتورهاي سنكرون در كشور و نيز توانايي اين ژنراتورها در پايداري و قابليت اطمينان، در اين پاياننامه بر روي ژنراتورهاي سنكرون تمركز ويژهاي شده است.
همچنين گستردگي استفاده از سيستمهاي PV و تنوع روشهاي موجود براي مبدلهاي پايه اينورتري، در اين پاياننامه، در بخشهاي وسيعي، بر روي عملكرد جزيرهاي مبدلهاي پايه اينورتري كار شده است.
3-1-1 : رئوس مطالب پاياننامه
بخش دوم با يك ديد كلي در مورد منابع انرژي شده آغاز ميشود. بخشهاي مختلف درباره عملكرد جزيرهاي توضيح دادهاند.
در بخش سوم كدهاي شبكه براي چهار ناحيه مختلف بررسي و مقايسه شدهاند. نكته تمركز آنها، بر روي بخشهايي است كه متأثر از عملكرد جزيرهاي هستند.
بخش چهارم انواع روشهاي تشخيص عملكرد جزيرهاي را بررسي ميكنند و به يك سري مطالب مقدماتي لازم در بررسي عملكرد جزيرهاي ميپردازد.
4-1-1 : مساعدتها
اين پاياننامه براي تشخيص عملكرد جزيرهاي، روشهاي مختلفي را بررسي كرده است و در اين راه استانداردهاي بينالمللي چون IEEE و IEA و ANSI و…. را به كار بسته است.
چندين روش براي تشخيص عملكرد جزيرهاي در ژنراتورهاي سنكرون، آسنكرون و پايه اينورتريها ارائه شده است. اين روشها، قابليت توسعه يافتن بيشتر را دارند.
2-1 : منابع انرژي پراكنده DER
در اين بخش يك ديدگاه كلي بر روي منابع انرژي پراكنده و مهارتها و اصول همراه با آن داريم . سيستمهاي به هم فشرده و پيچيده منابع توزيع انرژي و نيز رخدادها و پيامدهاي آن در اين سيستمها از جمله مواردي است كه در بررسي عملكرد جزيرهاي (Islanding) با آن سر و كار داريم. و در پايان اين بخش تشيخص عملكرد جزيرهاي را تعريف ميكنيم.
1-2-1 : منابع انرژي پراكنده
به طور كلي ميتوان منابع انرژي پراكنده (DER) را به دو گروه توليدات پراكنده و منابع ذخيره انرژي طبقهبندي كرد. بر طبق استاندارد (IEEE 2003a)IEEE 1547، در حقيقت DER چيز جديدي نيست. حتي اين عقيده از خود سيستم قدرت نيز قديميتر است. براي گسترش سيستمهاي قدرت، منابع توليد توان به اوليه يا ثانويهي يك سيستم قدرت متصل ميشوند. افزايش اتصال اين منابع توليد نيرو به شبكههاي قدرت، باعث توسعهيافتن سيستم قدرت خواهد شد. توسعه سيستمهاي قدرت به وسيله اتصال نيروگاههاي بزرگ به سيستمهاي قدرت، موجب افزايش قابليتهاي سيستم قدرت، پايداري بيشتر، تغذيه كمي و كيفي بهتر بارهاي سيستم قدرت، و قابليت اطمينان بيشتر به سيستمهاي قدرت ميشود. علاوه بر اينها توسعه و رشد سيستمهاي قدرت موجب رشد اقتصادي در هر كشوري خواهد شد. بنابراين اين توسعه، همان توسعه منابع انرژي پراكنده است.
2-2-1 : منابع انرژي
اغلب منابع انرژي پراكنده (DER)، خواهان محيط مناسبي هستند. براي توليد نيروي الكتريكي از طبيعت، ژنراتورها نيازمند يك محرك اوليه هستند. از جمله نيروهايي كه ميتواند به عنوان نيروي مكانيكي اوليه ژنراتورها به كار گرفته شوند در ادامه اشاره خواهد شد :
1- نيروي باد
امروزه استفاده از نيروي باد به صورت بسيار گستردهاي در پيرامون جهان در طي دو دهه گذشته رشد داشته است. نيروگاههاي بادي را ميتوان در محيطهاي مناسب براي چرخش پرههاي توربينهاي بادي، مثل سواحل درياها و يا شكاف درهها ايجاد كرد. نمونههايي از كشورهايي كه به صورت گسترده از نيروگاههاي بادي، براي توليد نيرو استفاده ميكنند را ميتوان از جمله دانمارك، هلند، آلمان و اسپانيا نام برد. در اين كشورها تعداد توربينهاي بادي در محيطهاي مساعد به اندازهاي است كه اصطلاحاً به آن مزارع بادي ميگويند. اين مزارع بادي قسمتي از منابع انرژي پراكنده را در اين كشورها تشكيل ميدهند. در غرب دانمارك ناحيه Eltra ظرفيت نيروگاههاي بادي رشد داشته است. اين موضوع در شكل 2 نشان داده شده است.
شكل 2-1 : توسعه ظرفيت نيروگاههاي بادي در منطقه Eltra، غرب دانمارك : www.eltra.dk
در مجموع، نيروگاههاي بادي به دليل اينكه هزينه راهاندازي و بهرهبرداري پائيني دارند، بسيار به صرفهاند اما اين نيروگاهها در پايداري سيستم قدرت نقشي ندارند.
2- حرارتي- الكتريكي CHP
نيروگاههاي CHP (Combined Heat and Power plants) هم گرما (تقريباً60%) و هم برق (تقريباً 30%) توليد ميكنند. معمولاً CHP در نقاطي به صرفه است كه سوخت مناسب را داشته باشند و نيز بتوان از حرارت توليدي اين نيروگاهها استفاده كرد. از جمله كاربردهاي اين نيروگاهها ميتوان در صنايع پتروشيمي نام برد. چرا كه اين صنايع براي توليد محصولات خود نيازمند برق و بخار كافي ميباشند. لذا CHP ميتواند بازده بالايي داشته باشد. نيروگاههاي گازي هزينه راهاندازي كم ولي هزينه بهرهبرداري زيادي دارند.
3- برق آبي Hydro Power
نيروگاههاي برق آبي از جمله پربازدهترين نيروگاههاي موجود ميباشند، چرا كه از آب ذخيره شده در پشت سدها علاوه بر اينكه براي توليد برق توسط ژنراتورها استفاده ميشود، جهت مصرف كشاورزي نيز به كار ميرود. نيز اينكه مشكل تأمين سوخت در نيروگاههاي حرارتي- الكتريكي CHP در اينجا وجود ندارد. اين نيروگاهها هزينه راهاندازي بالا و هزينه بهرهبرداري كمي دارند و از مشكلات آنها ميتوان به سطح زمينهايي كه زير آب فرو ميروند نام برد.
4- فتوولتايي Photovoltaic
مبدلهاي انرژي نوراني، نور خورشيد را به نيروي برق تبديل ميكنند. اين سيستمها ميتوانند خروجي معادل ميكرووات تا مگاوات داشته باشند. در اين نيروگاهها برق به دو صورت توليد ميشود. يكي اينكه نور خورشيد به طور مستقيم توسط پيلهاي خورشيدي به نيروي الكتريكي تبديل شود، و دوم اينكه از نور خورشيد براي گرم كردن آب و توليد بخار استفاده شود و از بخار حاصل شده براي گردش پرههاي توربين استفاده كنند.
انواع مختلفي از منابع انرژي را باز هم ميتوان نام برد، مثل نيروي حاصل از جذر و مد دريا، نيروي امواج دريا و بيوماس و …، كه در اين پاياننامه از ذكر توضيحاتي بيشتر، خودداري كردهايم.
3-2-1 : انرژي ذخيره شده
اگر بتوانيم، انرژي را به نحوي ذخيرهسازي كنيم، ميتوانيم از آن در مواقع اوج مصرف، استفاده كنيم. تزريق انرژي ذخيره شده در زمان اوج مصرف يا اوج بار، تأثير قابل توجهي بر كاهش توان شبكه دارد.
امروزه راههاي زيادي براي ذخيرهسازي انرژي وجود دارد. اما اغلب نيروي برق را ميتوان به صورت DC ذخيره نمود و ذخيره برق به صورت AC كار دشواري است. از جمله ذخيرهسازيهاي نيروي برق ميتوان موارد زير را برشمرد. در باتري خانهها، انرژي به صورت شيميايي در باتريها ذخيره ميشود. انرژي جنبشي را ميتوان در چرخ لنگرها (جسم متحرك) انرژي پتانسيل ناشي از فشار هوا را ميتوان ذخيره كرد. همچنين انرژي ذخيره شده پشت سدها نيز از جمله منابع مهم ذخيرهسازي انرژي هستند. كشور نروژ از اين طريق 70twh انرژي را ذخيرهسازي ميكند كه اين بيش از 50% مصرف سالانه براي اين كشور است. مطالعاتي نيز براي ذخيرهسازي انرژي ناشي از صاعقه صورت گرفته كه اما هنوز به شكل عملي درنيامده است.
4-2-1 : مبدلهاي انرژي
در نيروگاهها، ژنراتورها، نيروي مكانيكي را به نيروي الكتريكي تبديل ميكند. به طور كل دو دسته ژنراتور داريم، ژنراتورهاي سنكرون و ژنراتورهاي آسنكرون القايي).
از طرفي در نيروگاهها به كرات از مبدلهاي الكترونيك قدرت (Power Electronic Converters) PEC استفاده ميشود. اين مبدلها انرژي الكتريكي را از AC به DC و از DC به AC تبديل ميكنند. مبدلهاي الكترونيك قدرت، ژنراتورهاي سنكرون و آسنكرون، هريك بر روي سيستم قدرت تأثيرات خاص خود را دارند.
1- ژنراتورهاي سنكرون
نوعي از ژنراتورها هستند كه در گستره وسيعي از نيروگاههاي سرتاسر جهان مورد استفاده قرار ميگيرند. همانطور كه از نامشان پيداست، تمامي ژنراتورهاي سنكرون يك شبكه سراسري نيرو، به طور همزمان با هم در حال گردشاند. به وسيله اين ژنراتورها، ميتوان فركانس و ولتاژ كل شبكه را كنترل نمود. به همين دليل است كه اين نوع ژنراتورها كاربرد فراواني پيدا كردهاند. در نيروگاهها به وسيله توربين گاورنرها، فركانس و توان اكتيو شبكه را كنترل ميكنند. به اين صورت كه فركانس و توان اكتيو شبكه با هم رابطه مستقيم دارند. اگر توان اكتيو شبكه افت پيدا كند، يعني اينكه بار اكتيو بيشتري را مصرفكنندهها مصرف كنند، فركانس كاهش پيدا ميكند. اين يعني اينكه سرعت چرخش ژنراتورهاي شبكه افت پيدا كرده است. توربين گاورنر جهت جبران اين مسئله، دريچههاي سوخت را بيشتر باز ميكند تا سوخت بيشتري براي گردش پرههاي توربين به كار گرفته شود و سرعت گردش پرههاي توربين افزايش يابد، اين يعني اينكه فركانس ژنراتورها افزايش پيدا ميكند و افزايش فركانس نيز باعث، افزايش توان اكتيو توليدي نيروگاههاست. عكس اين مسئله نيز صادق است. در صورت اينكه اضافه توان اكتيو توليدي داشته باشيم، توربين گاورنر با كمكردن دريچههاي سوخت، فركانس شبكه را كاهش ميدهد و در يك رنج متعادل و استاندارد قرار ميدهد.
ولتاژ پايانههاي ژنراتورهاي سنكرون نيز متأثر از جريان مغناطيسكنندگي ژنراتورهاي سنكرون است. (Automatic Voltage Regulators) AVR با كنترل ولتاژ پايانههاي ژنراتور سنكرون و جريان تحريك، توان راكتيو شبكه يا ژنراتورهاي سنكرون را كنترل ميكند. معادل رابطهاي كه بين فركانس و توان اكتيو برقرار بود، اينجا هم رابطه مستقيمي بين ولتاژ پايانهاي و توان راكتيو در ژنراتورهاي سنكرون وجود دارد.
در سيستمهاي قدرت بزرگ و به هم پيچيده، عملكرد نادرست هريك از ژنراتورهاي سنكرون بر روي ژنراتورهاي ديگر و به طور كلي بر روي تمام سيستم تأثير خواهد گذاشت. همچنين در صورت بروز خطا در سيستمهاي قدرت، تمامي ژنراتورهاي سيستم قدرت از خطا متأثر ميشوند. اما آن واحدهايي كه ژنراتورهاي كوچتري دارند، بيشتر از اين خطاها متأثر ميگردند.
2- ژنراتورهاي القايي (آسنكرون)
همانطور كه از نامشان پيداست اين دسته از ژنراتورها در توليد نيرو به صورت سنكرون (همزمان) با ژنراتورهاي ديگر به كار نميروند. اين ژنراتورها كاربردهايي تاريخي دارند. آنها از نظر سرمايهگذاري اوليه معمولاً ارزانقيمتاند و نياز به تعميرات نسبتاً كمي هم دارند. اين دسته از ژنراتورها مخصوصاً به صورت بسيار زيادي در نيروگاههاي بادي به كار ميروند. اين ژنراتورها براي مغناطيسشوندگي و تحريك نيازمند به توان راكتيو يا شبكه يا خازنهاي موازي هستند. لذا مشكل اين ژنراتورها اين است كه توانايي كنترل سطح ولتاژ شبكه را ندارند و در بحث پايداري سيستم قدرت، روي آنها نميتوان حساب كرد.
يك ژنراتور القايي تنها ميتواند در جريان خطاي ابتدايي شريك شود. زماني كه در اثر اتصال كوتاه، ولتاژ پايانهاي افت پيدا ميكند، قابليت ماشين در نگهداري جريان مغناطيسشوندگي كاهش مييابد كه اين خود باعث كاهش جريان خطا خواهد شد.
3- مبدلهاي الكترونيك قدرت
ادوات الكترونيك قدرت ميتوانند بر روي توان اكتيو و راكتيو شبكه تأثير بگذارند. ميزان جريان اتصال كوتاه يك PEC خيلي بزرگتر از جريان نامي نيست. نوعاً اندازه آن به حدود 115% ميرسد. اين به سبب توانايي كم نيمهرساناها در مقاومت در برابر اضافه جريان برميگردد. زمان عملكرد PECها وابسته به الگوريتم كنترلي ترانزيستورهاست.
5-2-1 : پيچيدگي سيستم قدرت
ابتداي بحث بررسي خواهيم كرد كه مبدلهاي انرژي در نيروگاههاي DER در طي كار عادي خود و به سبب اغتشاشات چطور سيستم قدرت را متأثر ميكنند.
يك نمونه از مبدلهاي انرژي الكتريكي يعني ژنراتورهاي سنكرون ميتوانند در كنترل فركانس و ولتاژ شبكه دخيل باشند. اما نوع ديگر آنها يعني ژنراتورهاي آسنكرون، توانايي تنظيم ولتاژ را ندارند بلكه آنها با مصرف توان راكتيو شبكه، باعث ناپايداري شبكه نيز ميشوند.
بسته به نوع مبدل انرژي نصب شده درون يك نيروگاه DER، اين نيروگاه ميتواند بر روي جريان خطاي سيستم قدرت تأثير بگذارد. اگر يك واحد DER با يك ژنراتور سنكرون در يك فيدر بلند اتصال داشته باشد كار كند، جريان خطاي ناشي از پست ميتواند بهطور قابل توجهي نسبت به زماني كه DER در شبكه وجود ندارد، كمتر باشد. اين ميتواند بر روي حساسيت رلههاي حفاظتي اضافه جريان تأثير منفي بگذارد. چرا كه آنها بايد خطاهاي با و بدون حفاظت DER را آشكار كنند. شكل 3 را ببينيد.
.
شكل 3-1 : جريان خطاي ناشي از پست تغذيه (Igrid) و جريان خطاي ناشي از
نيروگاه- (IDER).DER
با توجه به شكل، معادله 1 جريان خطاي ناشي از شبكه (پست تغذيه) زماني كه نيروگاه DER به جريان خطا كمك ميكند را ميدهد.
(1)
و معادله 2 جريان خطا را بدون شركت نيروگاه DER به ما ميدهد.
(2)
بطور معمولي يك سيستم قدرت طوري طراحي ميشود كه بارها يا همان مشتركان از آنها بطور مناسبي تغذيه كنند. افزايش بارها ميتواند موجب افت ولتاژ در يك فيدر با بارهاي زياد در انتهاي خط شود. قست( a) شكل (4) را ببينيد. در اين وضعيت ترانسفورماتورهاي توزيع داراي تپ چنجرهاي بدون بار off-load، متصل به فيدر، اين افت ولتاژها را جبران ميكنند.
با بكارگيري يك منبع توليد در انتهاي فيدر، ميتوان در يك وضعيت قابل اطميناني، پخش بار را بهبود بخشيد. (بار كم و توليد توان زياد). درواقع با اين كار ميتوان افت ولتاژ را بهبود بخشيد. قسمت ( a ) شكل (4) را ببينيد. در نتيجه، مشتركان دورههايي با ولتاژهاي زياد را بايد تجربه كنند.
شكل 4-1 : شكل ولتاژ يك فيدر، با b) و بدون a) يك واحد نيروگاه – DER
.بيشترين تأثيرات شديد DER بر روي سيستم قدرت اغتشاشات ناشي از trip در مدپاياننامه مان طولاني در نيروگاههاي DER است.
تأثيرات trip در نيروگاه DER، به عنوان يكي از مشكلات سيستمهاي قدرت مطرح است. در گذشته در بسياري از كشورها لازم بود تا نيروگاههاي- DER از نزديكترين ناحيه به اغتشاش يا خطا جدا شوند. دليل اين امر هم اين بود كه يك مجموعه با پيچيدگي كمتر براي كنترل خواهيم داشت.
6-2-1 : عملكرد جزيرهاي
مطابق با استاندارد (IEEE 2000) يك جزيره “بخشي از يك سيستم قدرت شامل يك يا بيشتر منبع توليد توان و بار است كه، از بقيه سيستم قدرت جدا شده است”. در اين پاياننامه عملكرد جزيرهاي به عملكرد يك يا چند واحد DER يا DG به صورت جزيره برميگردد. بار ميتواند هريك از كارخانجات صنعتي و يا مشتركان در شبكه توزيع اتلاق ميشود.
همانطور كه قبلاً هم اشاره شد، عملكرد جزيرهاي ميتواند عمدي يا غيرعمدي باشد. اگر جزيره به صورت عمد ايجاد شده باشد، تنظيمكنندههاي ولتاژ يا فركانس نصب شده ميتوانند به اين عملكرد جزيرهاي عمدي كمك كنند. پس عملكرد جزيرهاي عمدي با يك حداقل پخش بار بر روي شبكه اصلي بهبود پيدا ميكند. عملكرد جزيرهاي غيرعمدي در طي يك پخش بار سنگين بر روي شبكه اصلي، لزوماً باعث نامتقارني در توليد بار و مصرف ميشود.
به صورت بهتري ميتوان گفت كه، يك عملكرد جزيرهاي زماني اتفاق ميافتد كه بخشي از شبكه سراسري از بقيه سيستم قدرت جدا شود، اما هنوز توسط ژنراتورهاي پراكنده انرژي بگيرد. اما نكتهاي كه اينجا حائز اهميت است اين است كه چنين عملكردي بيبرنامه اتفاق نيفتد. با توجه به گزارشهاي (IEA)، نظريهها در مورد اهميت اين مطالب ضد و نقيض است. برخي از مهندسان بر روي احتمال پايين رخداد چنين عملكردي تأكيد دارند اما گروهي ديگر در مورد خود اين مطلب و اثرات پنهان و بالقوه آن بسيار كار كردهاند. بنابراين تكنيكهايي را براي كاهش چنين رويدادهايي به كار ميگيرند.
در اين پاياننامه روشهايي جهت بهبود و كاهش اثرات مربوط به جزيرهاي شدن، مطابق با طبيعت DGها يا DERها ارائه شدهاند. اين روشها و تكنيكها دائماً در حال اصلاحاند. اگرچه بسياري از آنها في نفسه محدوديت دارند.
بنابراين نياز به يك مصالحهكاري بين بها و سادگي و يا ميان به حد اعلي رساندن قابليت اطمينان روشهاي تشخيص عملكرد جزيرهاي و به حد اعلي رساندن نيروي لازمه DG در دسترس، وجود دارد. پس چندين استراتژي براي بررسي تشخيص عملكرد جزيرهاي ارائه شده است.
نمونههايي از تأثيرات يا صدمات ناشي از عملكرد جزيرهاي را در زير اشاره ميكنيم:
توليد توان اكتيو اضافي باعث سرعت گرفتن ژنراتورها ميشود و موجب افزايش فركانس است. در نوع ديگر DERها كه PECها هستند (مبدلهاي الكترونيك قدرت)، انرژي اضافي ذخيره شده در خط انتقال DC منجر به افزايش ولتاژ در خط DC ميشود. البته همانطور كه قبلاً هم اشاره شده بود، فقدان توان راكتيو هم اثر عكس دارد.
عدم تقارن توان راكتيو شبكه، بر روي سطح ولتاژ جزيره تأثيرگذار است. همچنين توان راكتيو اضافي نيز تأثير مشابهي چون خازنهاي موازي دارد كه آن افزايش ولتاژ است. كسري توان راكتيو طبيعتاً باعث كاهش ولتاژ شبكه ميشود.
تأثير نامتقارني عظيم در يك جزيره تازه شكل گرفته، ميتواند بسيار اساسي باشد. يك چنين جزيرهاي نبايد به مدت زيادي در مدار باشد. اما اگر يك جزيره با محافظت تمام و كامل ايجاد شده باشد، حتي اگر بر روي آن كنترل فركانس و ولتاژ هم وجود نداشته باشد، ميتواند بطور جدا از شبكه به مدت زيادي باقي بماند.
1- جزيره شكل گرفته توسط ژنراتورهاي پراكنده
براي توضيح جزيره، يك سيستم قدرت پراكنده DER نوعي را در شكل5 در نظر بگيريد. پست 130kV به 25kV را در اين شكل ميبينيم. فيدر 25kv بارهاي مختلفي را تغذيه ميكند، يكي از فيدرها با جزئيات آن در شكل، نشان داده شده است. مشتركان فراواني از اين فيدر تغذيه ميكنند. ژنراتورهاي پراكنده (DER يا DG) متفاوتي به فيدرهاي اوليه متصلاند. (DG2 و DG1). در اين مرحله DGها، ژنراتورهاي سنكرون و آسنكرون (القايي) هستند. ژنراتورهاي پراكنده كوچك، مثل سيستمهاي PV بر پايه اينورترها، به ثانويه يا همان سمت فشار ضعيف (low voltage) متصلاند (DG3
رضا ملک لی –
عالی