مشخصات پژوهش

عنوان	مدل سازی دینامیکی ریزشبکه های AC به منظور تحلیل پایداری گذرا
نوع پژوهش	پایان نامه
کلیدواژه‌ها	مدل سازی، ریزشبکه های AC، پایداری گذرا
چکیده	یکی از گزینه های مناسب جهت تأمین انرژی برق، منابع تولید پراکنده می باشند که امروزه از مهمترین منابع تأمین انرژی برق هستند. حضور منابع تولید پراکنده، شبکه های توزیع گذشته را از حالت پسیو به شبکه های اکتیو تبدیل کرده است. با توجه به حضور منابع تولید پراکنده در سطح توزیع، ماهیت ریزشبکه-ها تا حد زیادی با شبکه های قدیمی متفاوت است. در مقایسه با سیستم های قدرت سنتی انواع متفاوتی از منابع کوچک در ریزشبکه ها استفاده می شود. در نتیجه ی وجود منابع کوچک چندگانه، مدل دینامیکی ریزشبکه بسیار پیچیده خواهد بود. با توجه به دینامیک متفاوت انواع مولدهای پراکنده در مقایسه با نیروگاه های بزرگ، حضور تولیدات پراکنده، روی مشخصات دینامیکی شبکه تأثیر می-گذارد. به همین دلیل مدل سازی و آنالیز رفتار کنترلی این مولدها نیاز به بررسی دقیق دارد. در ریزشبکه ها این مسئله مهمتر می نماید؛ چرا که به دلیل کوچک بودن ظرفیت ریزشبکه، ممکن است یک منبع تولید پراکنده، درصد قابل توجهی از بار را تأمین نماید و رفتار دینامیکی آن، کنترل ولتاژ و فرکانس را به شدت تحت تأثیر قرار دهد. بر همین اساس، ارزیابی امنیت دینامیکی ریزشبکه ها برای مصون ماندن از پیشامدهای مختلف و تداوم تغذیه مشتریان از اهمیت اساسی برخوردار است. ایمنی یک سیستم در واقع به توانایی آن برای مقابله با اختلالات و نارسایی ها مرتبط بوده و بستگی به شرایط کاری آن و احتمال بروز حوادث در شبکه دارد. از نقطه نظر تاریخی، تضمین شرایط بهره برداری ایمن نسبت به شرایط بهره برداری اقتصادی از اهمیت بیشتری برخوردار است. زمانی که یک شبکه از درجه ایمنی پایین برخوردار باشد، همواره در معرض خرابی های بزرگ و در برخی موارد فاجعه آمیز نظیر آنچه تاکنون در برخی از شبکه های الکتریکی در سرتاسر جهان رخ داده است می باشد و نه تنها خسارت اقتصادی زیادی به بار آمده، بلکه زندگی و جان انسان ها نیز در معرض خطر قرار گرفته است. در چنین شرایطی، برای اطمینان از اینکه سیستم به اندازه کافی قابل اعتماد است بایستی به درستی طراحی و در مرحله بهره برداری به خوبی نظارت گردد تا همواره حاشیه ایمنی لازم حفظ گردد؛ که این نیازمند انجام آنالیز دقیق سیستم قبل و بعد از طراحی می باشد. برای این منظور لازم است تا مدل های دقیقی از سیستم در دسترس طراحان و بهره برداران باشد و این امر یعنی مدل سازی از اهمیت اساسی برخوردار است. در بحث مدل سازی بایستی به اندازه مدل، دقت مدل و اعتبار آن توجه ویژه نمود. در این رساله، مدلسازی ریزشبکه در حالت جزیره ای جهت بررسی پایداری گذرا انجام خواهد شد. با توجه به اینکه در بررسی پایداری گذرا، اجزای دارای اینرسی تأثیرگذار خواهند بود، لذا یکی از چالش های موجود در مسیر مدل سازی، مدل کردن منابع تولید انرژی مبتنی بر اینورتر می باشد که فاقد اینرسی هستند. در هنگام مدل سازی این نوع منابع، ممکن است از مفهوم ژنراتور سنکرون مجازی استفاده شود؛ به این ترتیب که می توان از این مفهوم جهت ایجاد دینامیک های لازم در رفتار منابع تولید انرژی مبتنی بر اینورتر استفاده کرد. در این حالت با به میان آوردن اینرسی مجازی، پایداری گذرا فرموله و تعریف خواهد شد. با افزایش نفوذپذیری منابع تولید انرژی توزیع شده مبتنی بر مبدل های الکترونیک قدرت، اینرسی سیستم کاهش می یابد و به تبع آن عملکرد در مقابله با اغتشاش و پایداری ریزشبکه در حالت جزیره ای کاهش می یابد. لذا در مدل سازی پایداری گذرا، مفهوم اینرسی مجازی در مورد منابع اینورتری بکار گرفته می شود. به بیانی دیگر، با افزایش سطح نفوذ مولدهای اینورتری، تأثیر اینرسی و میرایی کم در عملکرد دینامیکی و پایداری شبکه افزایش می یابد. یک راه حل، افزایش اینرسی به صورت مجازی جهت استحکام بخشیدن به سیستم است. اینرسی مجازی را می توان با استفاده از ذخیره سازهای انرژی کوتاه مدت همراه با یک مبدل الکترونیک قدرت و یک مکانیزم کنترلی مناسب در یک سیستم که ژنراتور سنکرون مجازی نامیده می شود ایجاد کرد. بر خلاف ماشین سنکرون واقعی، پارامترهای ژنراتور سنکرون مجازی قابلیت تنظیم جهت بهبود پاسخ دینامیکی سیستم را دارا می باشد. از دیدگاه مبحث پایداری، اگر ظرفیت نفوذ مولدهای اینورتری بزرگ و بزرگتر شود، سیستم قدرت به طور قابل توجهی تحت تأثیر قرار خواهد گرفت. مفهوم ژنراتور سنکرون مجازی می تواند به عنوان یک راه حل مفید برای بهبود پایداری دینامیکی در شبکه های برق از جمله ریزشبکه ها در نظر گرفته شود.
پژوهشگران	قباد شفیعی (استاد مشاور)، حسن بیورانی (استاد راهنما)، حامد احمدی (دانشجو)