چکیده:
از مزایای منابع تولید پراکنده (DG) در شبکه های توزیع می توان به کاهش تلفات سیستم، بهبود پروفیل ولتاژ، بهبود قابلیت اطمینان و به تعویق انداختن سرمایه گذاری برای توسعه شبکه نام برد. از طرف دیگر از پیچیده تر شدن حفاظت و کنترل سیستم توزیع، عدم قطعیت در شرایط بهر هبرداری و مالکیت خصوصی DG که باعث پیچیده شدن هماهنگی بین DG های خصوصی با یکدیگر و با شبکه شده است، به عنوان اشکالات نفوذ DG در شبکه های توزیع نام برد. یکی از مهم ترین تاثیرات تولید پراکنده، اثر گذاری آن بر روی حفاظت سیستم توزیع می باشد.
به طور کلی مشکلات ایجاد شده توسط منابع تولید پراکنده برای حفاظت شبکه های توزیع عبارتند از: تریپ اشتباه فیدرها، تریپ اشتباه واحدهای تولیدی، کور شدن حفاظت، افزایش و کاهش سطح اتصال کوتاه، جزیره ای شدن ناخواسته، جلوگیری از بازبست اتوماتیک و بازبست غیر سنکرون.
ظهور این مشکلات به مشخصات شبکه و منابع تولید پراکنده بستگی دارد و در اکثر مواقع برای جلوگیری از آن باید حفاظت شبکه به کلی تغییر کند. این تغییر طرح حفاظتی ممکن است بسیار پیچیده باشد، چرا که باید کل سیستم، از جمله شبکه و DG مدل شوند، به طوری که تصور بهترین طرح حفاظتی هنوز بسیار دور از دسترس است.
در این پایان نامه ابتدا تعاریف مختلف تولید پراکنده در استانداردها و کشورهای مختلف آورده شده است. مزایای فنی و اقتصادی استفاده از تولید پراکنده مورد ارزیابی قرار گرفته و تکنولوژی های مختلف تولید پراکنده توضیح داده می شود. و تأثیرات مخربی را که بر روی سیستم توزیع می گذارد معرفی می گردد. در ادامه به تفصیل درباره چگونگی حفاظت سیستم های شعاعی (سنتی) و تجهیزات اصلی حفاظتی مورد استفاده در آنها توضیح داده می شود. چگونگی و اصول هماهنگی حفاظتی این تجهیزات در شبکه بیان شده است. تأثیرات تولید پراکنده برروی حفاظت سیستم توزیع مورد ارزیابی قرارمی گیرد. در انتها به معرفی الگوریتم پیشنهادی و نقشی که در بهبود هماهنگی حفاظتی سیستم در حضور تولید پراکنده ایفا می کند پرداخته می شود. و نتایج شبیه سازی پیاده سازی الگوریتم بر روی شبکه نمونه آورده می شود و با نتایج شبیه سازی بدون پیاده سازی الگوریتم جدید مقایسه می گردد و نتایج مورد نظر اخذ می شود.
مقدمه:
طرح مباحث زیست محیطی و بحران نفتی ناشی از وقایع سیاسی در خاورمیانه در سالهای دهه 1970 به همراه تغییرات در اقتصاد جهانی، منجر به کاهش نرخ رشد مصرف انرژی الکتریکی از 6 – 7% به 1/6 – 3% در دهه 1980میلادی شد. به دنبال کاهش تقاضا، افزایش ب یرویه هزینه های انتقال و توزیع انرژی از 25% به حدود 15% از هزینه تولید، دغدغه های عمومی برای سلامت محیط زیست، دستیابی به تکنولوژی های پیشرفته و پذیرش تغییرات در شبکه ها، واحدهای کوچک تولید پراکنده حتی با ظرفیت یک کیلووات را وارد بازار رقابتی تولید و توزیع انرژی الکتریکی کرد. در حال حاضر صنعت برق در دنیا دستخوش یک سری تغییرات ساختاری و کلی به منظور دستیابی همزمان و دسترسی همه جانبه به شبکه برق و همچنین استفاده از مزایای تولید پراکنده شده است. سالها پیش از این، برق تنها درنیروگاههای بزرگ تولید می شد اما امروزه تولید و مصرف در یک فضای رقابتی با یکدیگر قرار گرفته اند.
اکنون در آغاز قرن 21، روند رو به رشد خصوصی سازی، الزامات مربوط به تأمین انرژی مطئمن با کیفیت بالا و هزینه های سنگین احداث و نگهداری شبکه های انتقال و توزیع و تلفات زیاد در آنها، بار دیگر کارشناسان صنعت برق را متوجه تولید انرژی برق به صورت پراکنده کرده است.
به طور کلی تولید پراکنده گزینه مناسبی برای بهبود کیفیت توان، کاهش تلفات و آلودگی های زیست محیطی، اصلاح پروفیل ولتاژ و به طور کلی افزایش بازدهی روند تولید انرژی می باشد. از طرف دیگر از پیچیده شدن شبکه و ضرورت توسعه سیستم حفاظت و همچنین پیچیده شدن بهره برداری و کنترل شبکه به عنوان اشکالات نفوذ DG در شبکه های توزیع می توان نام برد. یکی از مهم ترین تاثیرات تولید پراکنده، اثر گذاری آن بر روی حفاظت سیستم توزیع می باشد.
به طور کلی مشکلات ایجاد شده توسط منابع تولید پراکنده برای حفاظت شبکه های توزیع عبارتند از: تریپ اشتباه فیدرها، تریپ اشتباه واحدهای تولیدی، کور شدن حفاظت ، افزایش و کاهش سطح اتصال کوتاه، جزیره ای شدن ناخواسته، جلوگیری از بازبست اتوماتیک و بازبست غیر سنکرون.
تعداد صفحه : 124
چکیده ................................................................................................................................................................. ۱
مقدمه .................................................................................................................................................................. ٢
فصل اول:کلیات................................................................................................................... ٣
۱) هدف ............................................................................................................................................... ٤ -۱
٢) پیشینه تحقیق................................................................................................................................. ٤ -١
٣) ساختار پایان نامه............................................................................................................................ ٦ -١
٧....................................................................................................DG فصل دوم: آشنایی با
١) مقدمه.............................................................................................................................................. ٨ -٢
٢) تعریف تولید پراکنده...................................................................................................................... ٩ -٢
٣) مزایای تولید پراکنده...................................................................................................................... ٩ -٢
١) مزایای فنی تولید پراکنده...................................................................................................... ١٠ -٣-٢
٢) مزایای اقتصادی تولید پراکنده............................................................................................. ١١ -٣-٢
٣) مزایای تولید پراکنده از دید صنعت برق............................................................................ ١٢ -٣-٢
٤) مزایای تولید پراکنده از دید مشتریان................................................................................ ١٢ -٣-٢
٤) معایب تولید پراکنده.................................................................................................................... ١٤ -٢
٥) فن آوری تولید پراکنده ............................................................................................................. ١٤ -٢
١) موتورهای احتراق داخلی....................................................................................................... ١٤ -٥-٢
٢) موتورهای احتراق صنعتی...................................................................................................... ١٥ -٥-٢
٣) توربین های کوچک................................................................................................................ ١٥ -٥-٢
٤) سلول های سوختی................................................................................................................. ١٦ -٥-٢
٥) توربین های بادی.................................................................................................................... ١٦ -٥-٢
٦) سلول های خورشیدی............................................................................................................ ١٧ -٥-٢
٧) بیو انرژی....................................................................................................................................... ١٧ -٥-٢
فصل سوم: حفاظت سیستم های توزیع سنتی..................................................................... ۱۸
۱) مقدمه.................................................................................................................................................. ۱۹ -۳
۲) تجهیزات حفاظتی مورد استفاده در سیستم های توزیع شعاعی............................................. ۱۹ -۳
۱) رله های جریان زیاد...................................................................................................................... ۱۹ -۲-۳
۱) حساسیت................................................................................................................................. ۲۰ -۱-۲-۳
۲) گزینش پذیری........................................................................................................................ ۲۰ -۱-۲-۳
۳) سرعت....................................................................................................................................... ۲۰ -۱-۲-۳
۴) مشخصات رله جریان زیاد..................................................................................................... ۲۰ -۱-۲-۳
۳) بازبست ها ( کلیدهای وصل مجدد)............................................................................................... ۲۱ -۳
۴) سکسیونرها......................................................................................................................................... ۲۷ -۳
۵) فیوزها................................................................................................................................................. ۲۸ -۳
۱) انتخاب جریان نامی..................................................................................................................... ۳۰ -۵-۳
۲) انتخاب ولتاژ نامی....................................................................................................................... ۳۰ -۵-۳
۳) انتخاب ظرفیت اتصال کوتاه....................................................................................................... ۳۰ -۵-۳
۶) معیارهماهنگی ابزارهای زمان– جریان در سیستم های توزیع................................................. ۳۱ -۳
۱) هماهنگی فیوز – فیوز................................................................................................................. ۳۱ -۶-۳
۲) هماهنگی بازبست – فیوز........................................................................................................... ۳۲ -۶-۳
۱) فیوز سمت تغذیه..................................................................................................................... ۳۲ -۲-۶-۳
۲) فیوز در سمت بار.................................................................................................................... ۳۳ -۲-۶-۳
۳) هماهنگی بازبست – بازبست...................................................................................................... ۳۴ -۶-۳
۱) بازبست های هیدرولیکی........................................................................................................... ۳۴ -۳-۶-۳
۲) بازبست الکترونیکی.................................................................................................................... ۳۴ -۳-۶-۳
۴) هماهنگی بازبست – رله................................................................................................................ ۳۵ -۶-۳
۵) هماهنگی بازبست – سکسیونر..................................................................................................... ۳۵ -۶-۳
۶) هماهنگی بازبست – سکسیونر – فیوز........................................................................................ ۳۶ -۶-۳
بر روی حفاظت شبکه توزیع....................................................... ۳۷ DG فصل چهارم : تاثیرات
۱) مقدمه..................................................................................................................................................... ۳۸ -۴
بر روی حفاظت شبکه توزیع.................................................................................... ۳۸ DG ۲) تاثیرات -۴
۱) اضافه ولتاژ......................................................................................................................................... ۳۸ -۲-۴
۲) تغییر سطح اتصال کوتاه................................................................................................................ ۳۹ -۲-۴
۱) تأثیر نوع ژنراتور بر روی سطح جریان اتصال کوتاه............................................................. ۴۰ -۲-۲- ۴
۳) تاثیر درخروج بی موقع................................................................................................................... ۴۰ -۲-۴
۴) کور شدن حفاظت............................................................................................................................ ۴۱ -۲-۴
۵) خطای بازبست.................................................................................................................................. ۴۳ -۲-۴
۶) جزیره ای شدن ناخواسته................................................................................................................. ۴۵ -۲-۴
بر هماهنگی ادوات حفاظتی............................................................................... ۴۵ DG ۳) تأثیر حضور -۴
۱) هماهنگی فیوز – فیوز..................................................................................................................... ۴۵ -۳-۴
۲) هماهنگی بازبست – فیوز............................................................................................................... ۴۸ -۳-۴
۳) هماهنگی رله – رله........................................................................................................................ ۴۹ -۳-۴
۴) راه حلهای پیشنهادی برای حل مشکلات تولید پراکنده............................................................... ۵۱ -۴
۱) از دست رفتن هماهنگی حفاظتی................................................................................................. ۵۱ -۴-۴
۲) عملکرد اشتباه فیوز....................................................................................................................... ۵۱ -۴-۴
۳) حساسیت پذیری رله فیدر اصلی................................................................................................ ۵۲ -۴-۴
۴) دو جهته شدن تغذیه خطا........................................................................................................... ۵۲ -۴-۴
۵) اضافه ولتاژ........................................................................................................................................ ۵۳ -۴-۴
۵۴............................................................DG ۵) مدل سازی اتصال ترانسفورماتور برای وصل کردن -۴
۱) سمت فشار قوی زمین نشده....................................................................................................... ۵۴ -۵-۴
۲) سمت (فشار قوی) اولیه زمین شده............................................................................................ ۵۶ -۵-۴
۶) تأثیر امپدانس زمین کردن برروی جریان خطا و اضافه ولتاژ..................................................... ۶۱ -۴
۶۵............................................................................................................................DG ۷) جزیره ای شدن -۴
۱) روشهای ضد جزیره ای مبتنی بر ارتباطات................................................................................. ۶۶ -۷-۴
۶۶......................................................................... (transfer trip) ۱) طرح جدا سازی انتقالی -۱-۷-۴
۶۷....................... (Power line singnaling) ۲) طرح ارسال اطلاعات با خطوط قدرت -۱-۷-۴
۲) طرحهای تشخیص محلی برای ژنراتورهای پراکنده................................................................. ۶۸ -۷-۴
۳) طرحهای پسیو براساس فرکانس................................................................................................. ۶۹ -۷-۴
۴) اصول عملکرد رله های مبتنی بر فرکانس.................................................................................. ۶۹ -۷-۴
۱) رله فرکانسی................................................................................................................................. ۶۹ -۴-۷-۴
۷۰.............................................................................................................(ROCOF) ۲) رله رکوف -۴-۷-۴
۸) دیگر طرحهای پسیو............................................................................................................................. ۷۰ -۴
۱) تغییر توان راکتیو خروجی............................................................................................................. ۷۰ -۸-۴
۷۰ ..........................................................................(df/dp) و (P/Q) ۲) شاخصهای ضریب قدرت -۸-۴
۹) طرحهای اکتیو....................................................................................................................................... ۷۱ -۴
۱) طرح اندازه گیری امپدانس............................................................................................................ ۷۱ -۹-۴
۲) روش تغییر ولتاژ ترمینال ژنراتور................................................................................................ ۷۲ -۹-۴
۱۰ ) جمع بندی......................................................................................................................................... ۷۲ -۴
۷۳................................................................... DG ۱۱ ) مدل سازی تجهزیات اضافه جریان درحضور -۴
۱) هماهنگی تجهیزات حفاظتی................................................................................................... ۷۳ -۱۱-۴
۲) مدل کردن در حوزه زمان تجهیزات حفاظتی اضافه جریان................................................ ۷۳ -۱۱-۴
فصل پنجم: شبیه سازی و نتایج............................................................................................. ۷۶
۱) مقدمه ..................................................................................................................................................... ۷۷ -۵
۲) معرفی الگوریتم..................................................................................................................................... ۷۸ -۵
۱) فلوچارت الگوریتم شماره گذاری رله........................................................................................... ۷۹ -۲-۵
۲) فلوچارت جایابی خطا..................................................................................................................... ۸۰ -۲-۵
۳) شبیه سازی شبکه نمونه..................................................................................................................... ۸۱ -۵
۸۱ .................................................................................. ۱) وقوع یک خطای سه فاز بین باس ۳ و ۴ -۳-۵
بدون در نظر گرفتن الگوریتم جدید........................................... ۸۱ F ۱) وقوع خطا در نقطه 1 -۱-۳-۵
با در نظر گرفتن الگوریتم جدید.................................................. ۸۳ F ۲) وقوع خطا در نقطه 1 -۱-۳-۵
۸۶............................................................................۳- ۳ و ۳ - ۲) وقوع یک خطای تکفاز بین باس ۲ -۳-۵
۱) بدون در نظرگیری الگوریتم جدید.......................................................................................... ۸۷ -۲-۳-۵
۲) با در نظرگیری الگوریتم جدید ............................................................................................... ۸۸ -۲-۳-۵
۹۰.............................................................................۷- ۷ و ۳ - ۳) وقوع یک خطای دوفاز بین باس ۲ -۳-۵
۱) بدون در نظر گرفتن الگوریتم جدید........................................................................................ ۹۰ -۳-۳-۵
۲) با در نظر گرفتنم الگوریتم جدید............................................................................................ ۹۳ -۳-۳-۵
۴) مشخصات شبکه.................................................................................................................................... ۹۵ -۵
فصل ششم : نتیجه گیری و پیشنهادات.................................................................................. ۹۷
۱) نتیجه گیری............................................................................................................................................ ۹۸ -۶
۲) جمع بندی............................................................................................................................................... ۹۹ -۶
۳) پیشنهادات............................................................................................................................................... ۹۹ -۶
منابع و ماخذ............................................................................................................................................................ ۱۰۰
فهرست منابع فارسی ............................................................................................................................................ ۱۰۰
فهرست منابع لاتین.............................................................................................................................................. ۱۰۱
چکیده انگلیسی..
ارایه الگوریتم نوینی جهت بهبود هماهنگی حفاظتی در شبکه توزیع با حضور منابع تولید پراکنده