مقاله درمورد دانلود نرخ بهره، مدل سازی

دانلود پایان نامه ارشد

د ناپايداريهايي را در سيستم انتقال ايجاد كند اين امر مي‌تواند منجر به كاهش توان خطوط، گردش حلقوي توان و يا حتي خروج خطوط ديگر شود. ادوات FACTS با افزايش ظرفيت حمل توان خطوط و كاهش ريسك خروج خطوط سيستم انتقال را پايدار مي‌سازند.
ت) افزايش كيفيت توان براي صنايع حساس
صنايع مدرن نياز به انرژي الكتريكي با كيفيت بالا دارند، شامل ولتاژ و فركانس ثابت و عدم قطعي در انرژي الكتريكي آنها، افت ولتاژ، انحراف فركانس و يا از دست دادن منبع تامين انرژي الكتريكي مي‌تواند منجر به وقفه‌هايي در پروسه‌هاي توليد و در نتيجه ضررهاي اقتصادي بالايي شود. ادوات FACTS مي‌توانند در جهت تأمين كيفيت لازم براي منابع مورداستفاده قرار گيرند.
ث) مزاياي زيست محيطي
ادوات FACTS وسايلي سازگار با محيط زيست هستند و هيچ مواد خطرناكي در آنها وجود ندارد و آلودگي نيز ايجاد نمي‌كنند. ادوات FACTS به توزيع انرژي الكتريكي اقتصادي‌تر ازطريق بهره‌برداري بهتر از تجهيزات موجود، با كاهش نياز به اضافهكردن خطوط انتقال كمك مي‌كند.
ج) مزاياي مالي استفاده از ادوات FACTS
سه مورد وجود دارد كه به آساني مي‌توان مزاياي مالي استفاده از ادوات FACTS را برآورد كرد.
1- افزايش فروش انرژي ناشي از افزايش ظرفيت انتقال
2- افزايش بهای ترانزيت برق19 ناشي از افزايش ظرفيت انتقال
3- اجتناب و يا تاخير در سرمايه‌گذاري
شکل (1-10) امكان افزايش فروش را برحسب US$/year با توجه به قيمتهاي مختلف براي انرژي، هنگامي كه ظرفيت خط انتقال قابل افزايش باشد را نشان مي‌دهد. شکل (1-11) به طور نمونه هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري خطوط انتقال AC ولتاژ بالا را نشان مي‌دهد. در ادامه با دو مثال مزيت فوق توضيح داده ميشود.
مثال 1: اگر با استفاده از ادوات FACTS ظرفيت خط انتقال كاملاً بارگيري شده‌اي را بتوان به اندازه MW 50 افزايش داد (به عنوان مثال خط انتقال kV 132 و يا بالاتر) مي‌توان فروش اضافي معادل MW 50 را بدست آورد. با فرض ضريب بار 1 و قيمت فروش US$/kwh 0.02 افزايش فروش انرژي الكتريكي سالانه تا حداكثر US$ Million 8.8 را خواهيم داشت.

شکل (1-10): افزايش فروش سالانه ناشي از افزايش ظرفيت خطوط انتقال

شکل (1-11): هزينه‌هاي نمونه‌اي احداث خطوط جديد انتقال AC
مثال 2: فرض كنيم هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري خط kV400 به طولkm300 تقريباً 45 ميليون US$ باشد به ازاي نرخ بهره %10، اجتناب از احداث اين خط منجر به كاهش هزينه 5/4 ميليون US$ در سال مي‌شود. نصب عنصر FACTS با هزينه 20 ميليون US$ از لحاظ اقتصادي در صورتي موجه است كه بتوان از احداث خط جلوگيري كرد يا حداقل 5 سال احداث آنرا به تاخير انداخت ( US$5/22 =US$ 5/4 * 5).
مثالهاي فوق محاسبات ساده‌اي است، براي نشاندادن مزاياي مالي مستقيم كه از نصب ادوات FACTS مي‌تواند حاصل شود. همچنين مزاياي غيرمستقيمي نيز از نصب ادوات FACTS حاصل مي‌شود كه محاسبه آنها پيچيده‌تر است، از جمله كاهش خسارتهاي ناشي از قطع برق صنايع بر اثر وقوع پيشامدهايي در شبكه و يا كاهش هزينه ناشي از قطع بار در شرايط پيك.

1-5-كاربردهاي ادوات FACTS
با توجه به قابليت ادوات FACTS در رفع مشكلات مربوط به شبكه قدرت اين عناصر كاربردهاي مختلفي در شبكه قدرت پيدا كرده‌اند. جدول (1-4) مزاياي فني به كارگيري برخي از مهمترين عناصر FACTS در مطالعات مختلف را نشان مي‌دهد. در يك دسته‌بندي كلي مي‌توان كاربردهاي FACTS را به دو نوع كاربردهاي حالت ماندگار و كاربردهاي ديناميكي دسته‌بندي نمود.
جدول (1-4): مزاياي فني بكارگيري ادوات FACTS
پايداري گذرا
پايداري ديناميكي
كنترل ولتاژ
كنترل پخش بار

*
**
***
*
SVC
**
**
*
*
STATCOM
***
**
***
**
TCSC
**
**
***
***
UPFC
* تعداد نماينده ميزان كارايي در مود كنترلي مشخص شده در جدول است.
كاربردهاي حالت ماندگار ادوات FACTS
منظور از كاربردهاي حالت ماندگار، شرايطي است كه در آنها از ادوات FACTS به منظور بهبود كاركرد حالت ماندگار سيستم بهرهگرفته مي‌شود. جدول (1-5) برخي از مهمترين كاربردهاي حالت ماندگار ادوات FACTS را نشان مي‌دهد.
جدول (1-5): كاربردهاي حالت ماندگار ادوات FACTS
عنصر FACTS
راه حل متداول
عمل اصلاحي
نوع مشكل
موضوع
VC, TCSC, STATCOM
خازن سري يا موازي
تزريق توان راكتيو
افت ولتاژ در بارگذاري شديد
حدود ولتاژ
SVC,TCSC, STATCOM
خروج خطوط EHV يا خازنهاي موازي
حذف منبع راكتيو
اضافه ولتاژ در بارگذاري كم

SVC, STATCOM
وارد/خارجكردن راكتور و خازن
جذب توان راكتيو

SVC, STATCOM
نصب راكتور
جذب توان راكتيو
اضافه ولتاژ در اثر پيشامد

SVC
نـصب برقگير
تجهيزات محافظ

SVC, STATCOM
وارد/خارج كردن راكتور و خازن موازي، خازن سري
تزريق توان راكتيو
افت ولتاژ در اثر پيشامد

TCPST, TCSC
راكتور سري و PST
جلوگيري از اضافه بار

TCSC,UPFC, STATCOM, SVC
تركيب دو يا چند وسيله
تزريق توان راكتيو و كاهش اضافه بار
افت ولتاژ و اضافه بار

کاربردهاي ديناميكي ادوات FACTS
منظور از كاربردهاي ديناميكي، شرايطي است كه در آنها از ادوات FACTS به منظور بهبود عملكرد ديناميكي سيستم قدرت در هنگام بروز اغتشاش يا پس از آن بهره گرفته مي‌شود. جدول (7-4) برخي از مهمترين كاربردهاي ديناميكي ادوات FACTS را نشان مي‌دهد.
1-6- هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري ادوات FACTS
هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري ادوات FACTS را مي‌توان به دو بخش تقسيم كرد. هزينه‌هاي تجهيزات ادوات FACTS و هزينه‌هاي زيربنايي.
جدول (1-6): كاربردهاي ديناميكي ادوات FACTS
عنصر FACTS
راه حل متداول
عمل اصلاحي
نوع سيستم
نوع كاربرد
TCSC, TSSC, UPFC
سيستم تحريك با پاسخ سريع خازن سري
افزايش گشتاور سنكرون كننده
A, B, D
پايداري گذرا
TCBR, SMESو, BESS
مقاومت متوقف‌كننده، توربين با سرعت باز و بسته شدن دريچه سريع
جذب انرژي جنبشي
A,D

TCPAR, UPFC, TCSC
HVDC
كنترل پخش بار ديناميكي
B, C, D

SVC,TCSC,STATCOM
سيستم تحريك، پايدارساز سيستم قدرت (PSS)
ميراكردن نوسانات
Hz 1
A
ميراكنندگي
SVC, TCPAR, UPFC, TCSC, STATCOM
پايدارساز سيستم قدرت (PSS)
ميرا كردن نوسانات فركانس پايين
B, D

SVC,STATCOM,UPFC
ـــــــــ
پشتيباني ديناميكي ولتاژ
A, B, D
كنترل ولتاژ پس از وقوع پيشامد
SVC, UPFC, TCSC
ـــــــــ
كنترل توان و تامين ولتاژ ديناميكي

SVC,TCSC,UPFC,STATCOM
خطوط موازي
كاهش اثرات پيشامد
A, B, C, D

SVC, STATCOM, UPFC
جبرانساز موازي
تأمين توان راكتيو
B, C, D
پايداري ولتاژ
UPFC, TCSC, STATCOM
كنترلهاي HVDC، LTC20 و بازبست مجدد
عمليات كنترلي شبكه

ـــــــــ
سيستم تحريك پاسخ سريع
كنترل توليد

ـــــــــ
قطع بار در شرايط ولتاژ پايين برنامه‌هاي مديريت طرف مصرف
كنترل بار

A: (Remote Generation-Radial Lines)
B: (Interconnected Areas)
C: (Tightly Meshed Network)
D: (Loosely Meshed Network)

هزينه‌هاي تجهيزات ادوات FACTS
هزينه تجهيزات ادوات FACTS علاوه بر مقادير نامي كاركرد عنصر FACTS (ظرفيت نامي، ولتاژ نامي) به ملزومات خاص آن عنصر نيز بستگي دارد كه در ادامه به آنها اشاره شده است:
– سيستم كنترل و حفاظت اضافي (پشتيبان) و يا حتي عناصر اصلي اضافه مانند راكتورها، خازنها و ترانسها
– شرايط زمينلرزه
– شرايط محدودكننده (مانند دماي محيط و سطح آلودگي)
– ارتباط با سيستم كنترل پست يا مركز كنترل منطقه‌اي يا ملي
هزينه‌هاي زيربنايي ادوات FACTS
اين هزينه‌ها به موقعيت پستي كه ادوات FACTS بايد در آنجا نصب گردد، بستگي دارد. اين هزينه‌ها به عنوان مثال شامل موارد زير است.
– مالكيت زمين (اگر در پست موجود فضاي كافي وجود نداشته باشد).
– تغييراتي در ساختار پست به عنوان مثال اگر سوييچگير ولتاژ بالاي جديد نياز باشد.
– ساخت اتاق براي تجهيزاتي كه بايد درون اتاق نصب گردند (تجهيزات كنترلي، حفاظتي و غيره)
– عمليات ساختماني آماده‌سازي پست مانند فونداسيون و غيره.
– اتصال به ارتباطات موجود.
در شکل (1-12) و (1-13) براي مقادير نامي نمونه عناصر FACTS هزينه آنها نشان داده شده است. قسمت پايين هر كدام از نواحي قيمت هزينه‌هاي تجهيزات FACTS را نشان مي‌دهد و قسمت بالاي هر ناحيه كل هزينه سرمايه‌گذاري را نشان مي‌دهد كه هزينه‌هاي زيربنايي را نيزدر برمي‌گيرد. براي مقادير كاركرد نامي خيلي پايين، هزينه‌ها مي‌تواند خيلي بالاتر و براي مقادير كاركرد نامي خيلي بالا، هزينه‌ها مي‌تواند خيلي پايين‌تر از مقدار نشان داده شده باشد.
هزينه كل نشان داده شده جداي از عوارض و ماليات است و در نتيجه ممكن است به دليل تاثير اين فاكتورها هزينه از %10- تا %30+ تغيير كند. با درنظرگرفتن ماليات و عوارض كه بين كشورهاي مختلف داراي تفاوتهاي فاحشي است كل هزينههاي سرمايه‌گذاري ادوات FACTS ممكن است حتي بيشتر از اين نيز تغيير كند.
بيان ديگري از هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري ادوات FACTS است. قسمت پايين معادل حد بالا است و قسمت خط‌چين معادل حدپايين است. با منطبق كردن توابع درجه 2 بر منحني‌هاي شکل (25-4) (قسمت پررنگ) توابع هزينه براي SVC، TCSC و UPFC بدست مي‌آيد که در ادامه به توضيح آنها ميپردازيم.
CUPFC = 0003/0 S2 – 2691/0 S + 22/188 (US$/kVAr)
CTCSC = 0015/0 S2 – 713/0 S + 75/153 (US$/kVAr)
CSVC = 0003/0. S2 – 305/0 S + 38/127 (US$/kVAr)
در روابط فوق CUPFC، CTCSC و CSVC برحسب US$/kVAr هستند و S نيز حد كاركرد عنصر FACTS برحسب MVar است.
هزينه PST بيشتر به ولتاژ و جريان نامي كاركرد مدار آن وابسته است بنابراين هنگامي كه PST نصب شد هزينه ثابت است و تابع هزينه مي‌تواند به صورت زير بيان گردد.
CPST = d.Pmax + IC (US$)
كه d مقدار ثابت مثبتي است كه هزينه سرمايه‌گذاري را بيان مي‌كند و IC هزينه نصب مي‌باشد. Pmax حد حرارتي خط انتقالي است كه PST در آن نصب مي‌گردد.

شکل (1-12): هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري نمونه براي SVC و STATCOM

شکل (1-13): هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري نمونه براي TCSC، UPFC و FSC

شکل (1-14): تابع هزينه ادوات FACTS
1-7- دورنمايي از آينده ادوات FACTS
پيشرفت اين ادوات در آينده شامل تركيب عناصر مختلف FACTS موجود به منظور توسعه دامنه عملكرد آنها خواهد بود، نظير تركيب STATCOM و TCSC. بعلاوه سيستمهاي كنترل پيچيده و مفصلتري به منظور بهبود عملكرد اين ادوات توسعه خواهند يافت. پيشرفت در زمينه تكنولوژي نيمههادي با ظرفيت هدايت جريان و ولتاژهاي شكست بالا مي‌تواند قيمت اين ادوات را به خوبي كاهش دهد و دامنه عملكرد آنها را توسعه دهد سرانجام پيشرفت در زمينه توسعه تكنولوژي ابررساناها راهي به سوي توسعه ادواتي نظير SCCL21 و SMES22خواهد بود.
در سراسر جهان، توليد و انتقال انرژي الكتريكي به صورت اقتصادي و سازگار با محيط زيست به عنوان آينده‌اي روشن بوده و FACTS به عنوان راه گشاي اين آينده مطلوب مي‌باشد.

فـصل دوم
مـدل سـازی UPFC

فصل دوم- مدل سازی UPFC
2-1- شبيه سازي SVC
SVC يك يك جبرانساز توان راكتيو موازي است كه شامل TSC و TCR همان گونه كه در شكل (2-1) نشان داده شده است مي باشد. معادلات پايداري و كنترل سيستم قدرت بوسيله مدل هاي خطي شده سيستم قدرت انجام مي گيرد.

شكل (2-1) ساختار SVC
شكل (2-2) يك مدل تك ماشين به شين بي نهايت را نشان مي دهد. اين سيستم مي تواند بوسيله معادلات ديفرانسيل غيرخطي كه از مدل خطي هفرون-فيليپس كه در زير آورده شده است توصيف شود.

شكل (2-2) مدل تك ماسين به شين بي نهايت با svc

هنگامي كه يك SVC در سيتم نصب شود معادلات بالا بايد تغيير يابند و تاثير SVC نصب شده باراكتانس روي عملكرد كل سيستم ديده شود. معادلات با وجود SVC به صورت زير بيان مي شود:

با خطي سازي

پایان نامه
Previous Entries مقاله درمورد دانلود دینامیکی، پایداری گذرا، قابلیت اطمینان Next Entries مقاله درمورد دانلود كنترلر، كنترل، بلوك، PWM