روش‌ های آشکار سازی حالت جزیره‌ ای

روش‌ های آشکار سازی حالت جزیره‌ ای

روش‌ های آشکار سازی حالت جزیره‌ ای

  مروری بر روش‌ های آشکار سازی حالت جزیره‌ ای

3-1-مقدمه.

3-2- روش‌های محلی روش‌ های آشکار سازی حالت جزیره‌ ای…

3-2-1-1 استفاده از فرکانس، ولتاژ و فاز ولتاژ.

3-2-1-2- نرخ تغییر فرکانس (ROCOF).

3-2-1-3- نرخ تغییر ولتاژ.

3-2-1-4- اعوجاج هارمونیکی کل ولتاژ و جریان..

3-2-1-5-نرخ تغییر توان اکتیو خروجی DG…

3-2-2-انواع روش‌های فعال..

3-2-2-1-اندازه‌گیری امپدانس….

3-2-2-2-تغییر توان اکتیو خروجی DG…

3-2-2-3-تغییر در مرجع توان راکتیو خروجی DG…

3-2-2-4- انحراف فرکانس فعالAFD)).

3-2-2-5- جابجایی فرکانس به وسیله لغزش فاز (SMS ).

3-2-2-6-جابجایی خودکار فاز (APS ).

3-2-3-روش‌های ترکیبی…

3-2-3-1-نامتعادلی ولتاژ و فیدبک مثبت فرکانس….

3-2-3-2-تغییرات ولتاژ و جابجایی مرجع توان راکتیو.

3-2-4- روش‌های راه‌دور.

3-3- جمع‌بندی آشکار سازی حالت جزیره‌ ای …

منابع آشکار سازی حالت جزیره‌ ای

روش‌ های آشکار سازی حالت جزیره‌ ای

روش‌ های آشکار سازی حالت جزیره‌ ای

همان‌طور که بیان شد، در روش‌های محلی با تحلیل اطلاعات موجود در محلDG  وقوع حالت جزیره‌ای تشخیص داده می‌شود. در روش‌هایی که استفاده از این اطلاعات بدون اعمال اغتشاش به سیستم باشد، روش‌های غیر‌فعال نامیده می‌شوند. در صورتی‌ که استفاده از اطلاعات محلی همراه با اعمال اغتشاش به سیستم توزیع باشد، به آن‌ها روش‌های فعال گفته می‌شود. در برخی روش‌ها، با استفاده از پارامتر‌های روش فعال، تشخیص اولیه‌ای احتمال جزیره‌ای شدن سیستم بررسی می‌شده ودر صورت بروز این حالت، اغتشاش به سیستم اعمال و اطلاعات محلی مورد ارزیابی قرار می‌گیرند. این روش‌ها، روش‌های ترکیبی نامیده می‌شوند. در بخش‌های بعد به معرفی انواع روش‌های محلی آشکارسازی حالت جزیره‌ای پرداخته خواهد شد. شکل 3-1 سازوکار کلی انواع روش‌های محلی به را نشان می‌دهد.

روش‌های غیر‌فعال

روش‌های غیر‌فعال از این واقعیت بهره می‌برند که وقتی جزیره شکل می‌گیرد، برخی از پارامتر‌‌‌‌های مهم از جمله ولتاژ، جریان، فرکانس اعوجاج هارمونیکی تغییر پیدا می‌کنند. نظارت بر تغییرات این پارامتر‌ها می‌تواند به آشکارسازی حالت جزیره‌ای منجر شود. مشکل مهم در این دسته از روش‌ها، تعریف مقادیر مناسب آستانه برای جدا‌کردن رخداد جزیره‌ای از بقیه رخداد‌ها است. این روش در سیستم‌هایی که تولید و مصرف تفاوت زیادی با ‌هم دارند، بسیار کار‌آمد هستند؛ اما در شرایطی که توازن مناسبی بین بار وتولید برقرار باشد ممکن است با مشکل روبرو شوند.

استفاده از فرکانس، ولتاژ و فاز ولتاژ

حفاظت DG در برابر تغییرات ولتاژ و فرکانس، جدای از حفاظت ضدجزیره‌ای در نقطه‌ی اتصال DG با شبکه وجود دارد؛ اما این حفاظت عملاً در برابر جزیره‌ای شدن نیز از DG حفاظت می‌کند. در سیستم‌هایی با منابع DG گردان، عدم تعادل بین تولید و مصرف توان اکتیو و راکتیو در سیستم قدرت به ترتیب منجر به خارج شدن فرکانس و ولتاژ شبکه از مقادیر نامی خود می‌شود. در سیستم‌های شامل منابع اینورتری، عدم تعادل در توان اکتیو، ولتاژ شبکه را تحت تاثیر قرار خواهد داد. همواره در یک سیستم توزیع DG، احتمال اینکه قسمتی از بار را شبکه‌ی اصلی تامین کند بالا بوده و با قطع شدن شبکه‌ی اصلی، بین تولید و مصرف عدم تعادل وجود خواهد داشت. این عدم تعادل منجر به خارج شدن فرکانس یا ولتاژ از محدوده‌ مجاز شده و رله‌های افت ولتاژ (یا افزایش ولتاژ) یا افت فرکانس (یا افزایش فرکانس)، DG را از شبکه جدا خواهد کرد ]46[.

انواع روش‌ های فعال

در روش‌های فعال آشکارسازی حالت جزیره‌ای، به صورت عمدی اغتشاشی کوچک به شبکه اعمال شده و در صورت جزیره‌ای بودن شبکه، پارامتر‌های سیستم تغییرات بسیار وسیع‌تری خواهند داشت. حتی در حالتی که فیدر به شبکه‌ی اصلی متصل باشد اثرات این اغتشاشات کوچک، قابل توجه است. یکی از اغتشاشات عمدی که می‌توان به شبکه اعمال کرد، ایجاد نوسانات ولتاژ از طریق تغییرات کوچک در مقدار مرجع تنظیم کننده‌ی خودکار ولتاژ (AVR) واحد DG است.

برای فیدری که از شبکه‌ی اصلی جدا است اثرات AVR بسیار بیشتر از فیدری است که به شبکه‌ی اصلی متصل است. اعمال پیوسته‌ی اغتشاش به شبکه، مشکلات کیفیت توان ایجاد می‌کند که این از معایب این دسته روش‌هاست. روش‌های فعال قادر هستند حتی در شرایطی که تولید و مصرف با هم برابر هستند حالت جزیره‌ای را شناسایی کنند. با این حال، تولید اغتشاش اندکی زمان‌بر بوده که در نتیجه این روش‌ها از روش‌های غیر‌فعال کند‌تر هستند. در ادامه به معرفی برخی از روش‌های فعال خواهیم پرداخت.

جهت مشاهده نمونه های دیگر از ادبیات و مبانی نظری مهندسی برق کلیک کنید.

آشکار سازی حالت جزیره‌ ای

جمع‌بندی آشکار سازی حالت جزیره‌ ای

با توجه به حساسیت مسئله جزیره‌ای شدن در سیستم توزیع شامل DG، روش‌هایی با قابلیت اطمینان بالا و سرعت عمل مناسب به شدت مورد نیاز است. روش‌های غیرفعال بدون اعمال اغتشاش به سیستم با ارزیابی پارامترهای محلی، وقوع حالت جزیره‌ای را شناسایی می‌کنند. عیب این روش‌ها امکان شکست آن‌ها و یا صرف مدت زمان زیاد برای آشکارسازی در هنگام تعادل مناسب بین تولید DG و مصرف بار است. برای غلبه بر این مشکل، در روش‌های فعال اغتشاش کوچکی به سیستم اعمال می‌شود تا در هنگام جزیره‌ای شدن سیستم تغیییرات پارامتر‌های محلی بسیار وسیع‌تر باشند.

اعمال اغتشاش به سیستم ایجاد مسائل کیفیت توان می‌کند؛ اما این روش‌ها دارای قابلیت اطمینان بالاتری نسبت به روش‌های غیرفعال هستند. برای کمتر کردن اثرات منفی اعمال اغتشاش در روش‌های فعال، روش‌های ترکیبی که حاصل تلفیق دو روش فعال و غیرفعال هستند ارائه شده است. در روش‌های ترکیبی، در مرحله اول بدون اعمال اغتشاش، پارامترهای محلی ارزیابی شده و در صورت تشخیص احتمال جزیره‌ای شدن سیستم، اغتشاش به سیستم اعمال شده و مجدداً پارامترهای محلی ارزیابی می‌شوند.

در صورت جزیره‌ای بودن سیستم، به دلیل اعمال اغتشاش پارامترها تغییرات وسیعی داشته و وقوع حالت جزیره‌ای آشکار خواهد شد. از معایب روش‌های ترکیبی، سرعت عمل پایین آن‌ها در مقایسه با روش‌های غیرفعال و فعال است. روش‌های راه‌دور برای آشکارسازی از ارتباط مخابراتی استفاده می‌کنند که دارای پیچیدگی نصب و راه‌اندازی است. این روش‌ها قابلیت اطمینان بالایی داشته ولی از لحاظ اقتصادی به صرفه نیستند.

نمونه ای از منابع و مراجع

• Bayegan, ”A vision of the future grid, ”power Engineering Review, IEEE, vol. 21, no 12, pp. 10-12,2001
• E. Brown, J. Pan, X. Feng, and K. Koutlev, ”Siting distributed generation to defer T&D expansion. Transmission and Distribution Conference and Expositin, Vol. 2, pp. 622-627, 2001.
• E. Brown, and L .Freeman, ”Analyzing the reliability impact of distributed generation.”, Power Engineering Society Summer Meeting, Vol. 2, pp. 1013-1018,2001
• Hodgkinson, ”System implications of embedded generation and its protection and control. PES perspective.”, IET, 1998
• Walling, R. Saint, R. C. Dugan, J ,Burke, and L. A. Kojovic, ”Summary of distributed resources impact on power delivery systems,”IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 23, no. 3, pp. 1636-1644, 2008.
• Menon, and M. H. Nehrir, ”A review of issues regarding the use of deistributed generators.” Power Symposium, Proceeding of the 37^th Annual Norh American, pp. 399-405, 2005.
• M. Tagare, ”Interconnecting Distributed Resources with Electric Power Systems,” Electric Power Generation: The Changing Dimensions, pp. 301-313,2011
• Dysko, C. Booth, O, Anaya-Lara and G. Burt, ” Reducing unnecessary disconnection of renewable generation from the power system, ” Renewable Power Generation, IET, vol. l, no. l, pp. 41-48,2007
• G. Photovoltaics, and E. Storage, ”IEEE Application Guide for IEEE Std 1547^tm , IEEE Standard for Interconnecting Distributed Resources with Electric power Systems,”2009.
• Zeineldin, E. El-Saadany, and M. Salama, ”Distributed generation micro-grid operation: control and protection.”, Power system conference Advanced Meeting, Protection, Control, Communication and distributed resources pp. 105-111,2006
• Massoud, K. Ahmad, S. Finney, and B. Williams, ”Harmonic distortion- based island detection technique for inverter-based distributed generation.” Rencwable Power Generation, IET, vol. 3, no. 4, pp. 493-507,2009.
• H. Kim, and R. Aggarwal,”Wavelet transforms in power systems. I. General introduction to the wavelet transforms,”Power Engineering Journal, vol. 14, no. 2, pp. 81-87, 2000.
• B. Littler, and D. Morrow, ”Wavelets for the analysis and compression of power system distutbances,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 14, no. 2, pp. 358-364, 1999
• H. Kim, and R. Aggarwal,”Wavelet transforms in power systems. II. Examples of application to actual power system transients,” Power Engineering Journal, vol. 15, no, 4, pp. 193-202,2001.
• Liu, Yung-Haiang, Tain-Syh Luor, Shyh-Jier Huang, and Jeu-Min Lin. ”Method and system for detecting stand-alone operation of a distributed generating system.”U.S. Patent 7, issued March ll, 2008.

روش‌ های آشکار سازی حالت جزیره‌ ای

https://digitalcommons.usf.edu/ege_etd/