بحث عملکرد ولتاژی(Voltage Performance) سیستم قدرت را می توان از دو منظر مورد بررسی قرار داد:

1- پروفیل ولتاژ

2- پایداری ولتاژ[1]

که در این پروژه قصد داریم تا به بحث پایداری ولتاژ بپردازیم.(برنامه متلب پروفیل ولتاژ را در پروژه های بعدی همراه باهم بررسی خواهبم کرد.)

(حتما ادامه مطلب را مطالعه کنید)

با تغییر ساختار جدیدی که در سال های اخیر در سیستم های قدرت پدید آمده که باعث میشود واحدهای تولیدی توان الکتریکی هرچه بیشتری را از خطوط انتقال عبور دهند، انتظار می رود شاهد فروپاشی ولتاژ گسترده تر و بیشتر سیستم های قدرت باشیم. برای مثال عبور توان بیش از حد یک خط انتقال باعث افت ولتاژ بیش از حد و کاهش ظرفیت انتقال توان الکتریکی به بخش مشخصی از سیستم قدرت گردد.

طبق تعریف IEEE : پایداری ولتاژ عبارتست از توانایی یک سیستم قدرت در نگهداری ولتاژ دائمی در همه باس های سیستم بعد از بروز اغتشاش در شرایط مشخصی از بهره برداری. اغتشاش ممکن است خروج ناگهانی یکی از تجهیزات  یا افزایش تدیریجی بار باشد.

اجاره بدید با یک مثال جلو بریم، فرض کنید برای یک شبکه قدرت، ولتاژ یک باس بخصوص 1pu باشد و توان ظاهری باس (pu 1j+2) باشد، حال فرض کنید بار باس(هم P و هم Q) 20% افزایش یابد(2.4+pu j1.2). در این حالت اگر یک پخش بار ac بگیریم متوجه خواهیم شد که ولتاژ باس به 0.95 pu کاهش پیدا کرده است.

چه اتفاقی می افتد اگر همین طور بار را افزایش دهیم؟؟

همان طور که در شکل زیر مشاهده می کنید،بعد از یک نقطه ای(نقطه A) دیگر پخش بار همگرا نمی شود. در حقیقت ولتاژ سیستم به نقطه ناپایداری خودش رسیده و اگر ولتاژ بیشتر از نقطه A کاهش یابد،شاهد فروپاشی ولتاژ خواهیم بود.

 درضمن در این نمودار بجای محور افقی(توان ظاهری) توان اکتیو و راکتیو نیز

میتوانند قرار بگیرند و نتیجه همین خواهد شد.

برای بیان بهتر موضوع، تصویر زیر را در نظر بگیرید.
همان طور که مشاهده می کنید، در مورد1، فاصله تا نقطه زانو(نقطه بحرانی) نسبت به مورد 2 کمتر است. به عبارت دیگر پایداری ولتاژ  (Voltage Stability) مورد 2 بهتره.(چرا؟ چون تغییرات ولتاژ مورد 2 نسبت به تغییرات توان راکتیوش کمتره.یعنی در مورد 1 ما یکم بارمون توان راکتیو بیشتری بکشه ولتاژش زودتر به نقطه بحرانی میرسه)

حال برای محاسبه شاخص پایداری ولتاژ (Pstab) برای تمام سیستم، باید ابتدا توان راکتیو  تمام باس بار ها را به آرامی زیاد کنیم تا وقتی نقطه زانو برای ضعیف ترین باس برسد. در این شرایط کل مقدار توان راکتیو اضافه شده به سیستم همان شاخص پایداری ولتاژ(Pstab) سیستم می باشد.

شبیه سازی را برای شبکه 30 باسه IEEE انجام دادیم و نتایج به بهترین شکل شاخص پایداری ولتاژ شبکه را نشان می دهد.

*** از محاسن این برنامه این است که کد ها به صورت گلوبال نوشته شده اند و با تغییر اندازه شبکه در برنامه می توانید این شاخص را برای هر شبکه دیگری(9 باسه 57 باسه 188 باسه و…) نیز بدست آورید.

برای اجرای برنامه بایستی تولباکس matpower را در متلب داشته باشید که در فایل های دانلودی قرار دادم و فقط کافیست ابتدا فایل برنامه اصلی را در matpower کپی کنید و سپس از داخل نرم افزار متلب، برنامه اصلی را ران کنید.

برای تغییر تعداد باس های شبکه کافیست در کد برنامه هر جا عبارت case30  را دیدید به عنوان مثال به case14 تغییر دهید تا شاخص پایداری ولتاژ برای شبکه 14 باسه IEEE محاسبه گردد.

در ضمن از هر قسمت از برنامه که سوال داشتید میتوانید از طریق ایمیل یا شماره تلفن سوالتان را مطرح کنید. موفق و پیروز باشید.

مراجع:

[1]: کتاب دکتر سیفی (Electric Power System Planning)- فصل 10- Reactive Power Planning

انتقادات، نظرات، پیشنهادات، شما عزیزان در هرچه بهتر شدن کیفیت پروژه ها و… کمک شایانی خواهد کرد.با تشکر از همراهی شما