تحلیل پایداری ولتاژ در شبکه های قدرت با نفوذ بالای انرژی های تجدیدپذیر

چکیده مقاله

با افزایش نگرانی های زیست محیطی و حرکت جهانی به سوی کاهش انتشار گازهای گلخانه ای، استفاده گسترده از منابع انرژی تجدیدپذیر مانند نیروگاه های بادی و خورشیدی در شبکه های قدرت به طور چشمگیری افزایش یافته است اگرچه این منابع نقش مهمی در گذار به سیستم های انرژی پایدار ایفا می کنند، اما نفوذ بالای آن ها چالش های فنی متعددی را برای بهره برداری ایمن و پایدار از شبکه های قدرت ایجاد می کند یکی از مهم ترین این چالش ها، مسئله پایداری ولتاژ در شرایط بهره برداری مختلف شبکه است پایداری ولتاژ به توانایی سیستم قدرت برای حفظ ولتاژ در تمامی باس ها در محدوده مجاز، پس از وقوع اغتشاشات یا تغییرات تدریجی بار و تولید، اشاره دارد در شبکه های سنتی که مبتنی بر نیروگاه های سنکرون متمرکز هستند، کنترل ولتاژ عمدتا از طریق تنظیم توان راکتیو توسط ژنراتورها و تجهیزات جبران سازی انجام می شود با این حال، در سیستم هایی که سهم بالایی از تولید پراکنده مبتنی بر مبدل های الکترونیک قدرت دارند، رفتار دینامیکی سیستم و الگوهای تبادل توان راکتیو دستخوش تغییر می شود منابع تجدیدپذیر، به ویژه سیستم های فتوولتائیک و توربین های بادی با مبدل های الکترونیک قدرت، معمولا اینرسی ذاتی کمی دارند و قابلیت تامین توان راکتیو آن ها وابسته به استراتژی های کنترلی مبدل است این ویژگی ها می توانند منجر به کاهش حاشیه پایداری ولتاژ، افزایش حساسیت ولتاژ به تغییرات بار و حتی بروز فروپاشی ولتاژ در شرایط بحرانی شوند از سوی دیگر، پراکندگی جغرافیایی منابع تجدیدپذیر، تغییرپذیری ذاتی توان تولیدی آن ها و وابستگی به شرایط محیطی مانند سرعت باد و تابش خورشیدی، موجب افزایش عدم قطعیت در بهره برداری از شبکه می شود این عدم قطعیت می تواند مدیریت توان راکتیو و حفظ پروفیل ولتاژ مناسب در شبکه را دشوارتر سازد در چنین شرایطی، تحلیل دقیق پایداری ولتاژ و شناسایی نقاط ضعف شبکه اهمیت ویژه ای پیدا می کند روش های مختلفی برای ارزیابی پایداری ولتاژ در شبکه های قدرت ارائه شده است که از جمله آن ها می توان به تحلیل منحنی های ، شاخص های پایداری ولتاژ، تحلیل حساسیت ولتاژ و شبیه سازی های دینامیکی اشاره کرد این روش ها امکان بررسی رفتار سیستم در شرایط بارگذاری مختلف و تعیین حاشیه پایداری ولتاژ را فراهم می کنند علاوه بر این، راهکارهای متعددی برای بهبود پایداری ولتاژ در شبکه های با نفوذ بالای انرژی های تجدیدپذیر پیشنهاد شده است استفاده از تجهیزات جبران سازی توان راکتیو مانند STATCOM، SVC و بانک های خازنی، به کارگیری سیستم های ذخیره سازی انرژی، توسعه الگوریتم های پیشرفته کنترل مبدل ها و همچنین پیاده سازی شبکه های هوشمند از جمله این راهکارها هستند همچنین بهره گیری از روش های مبتنی بر هوش مصنوعی و یادگیری ماشین برای پیش بینی شرایط بحرانی و مدیریت بهینه منابع تولید و ذخیره سازی می تواند نقش موثری در افزایش پایداری ولتاژ ایفا کند در این پژوهش، پایداری ولتاژ در شبکه های قدرت با نفوذ بالای منابع انرژی تجدیدپذیر مورد بررسی قرار گرفته و اثرات افزایش سهم این منابع بر حاشیه پایداری ولتاژ سیستم تحلیل می شود همچنین روش های مختلف ارزیابی پایداری ولتاژ معرفی شده و راهکارهایی برای بهبود عملکرد شبکه ارائه می گردد نتایج مطالعات نشان می دهد که با طراحی مناسب سیستم های کنترل، به کارگیری تجهیزات جبران سازی و مدیریت هوشمند توان راکتیو، می توان اثرات منفی نفوذ بالای منابع تجدیدپذیر بر پایداری ولتاژ را کاهش داده و بهره برداری مطمئن از شبکه های قدرت آینده را تضمین کرد

کلیدواژه‌ها

نویسندگان

امیر حسین صیامی اصل

کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک

سهیلا صفاتی

دکتری مدیریت استراتژیک وراهبردی در تربیت بدنی، دانشگاه آزاداسلامی، ایران

امیر حسین صیامی اصل

کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک

�یامی اصل، امیر حسین،1405،تحلیل پایداری ولتاژ در شبکه های قدرت با نفوذ بالای انرژی های تجدیدپذیر،دومین همایش بین المللی تحولات نوین در نظام های آموزشی، تربیتی، روانشناسی، مهارت آموزی و مهارت محوری با محوریت آموزش و پرورش در هزاره سوم،بوشهر

ارائه‌شده در

مجموعه مقالات دومین همایش بین المللی تحولات نوین در نظام های آموزشی، تربیتی، روانشناسی، مهارت آموزی و مهارت محوری با محوریت آموزش و پرورش در هزاره سوم26 اردیبهشت 1405 · بوشهر