پروژه تولیدات پراکنده نیروگاه های dg

معرفی و بخشهایی از متن تحقیق :

تولید پراکنده گرایش جدیدی در تولید توان الکتریکی است این ایده به مصرف کننده های الکتریسیته که الکتریسیته مورد نیازشان را خودشان تولید می کنند این اجازه را می دهد که اضافه توان الکتریکی شان را به شبکه توان بفرستند بسیاری از کارخانجات ادارات و خصوصا بیمارستانها نیاز به منابعی با قابلیت اطمینان بالا برای تولید الکتریسیته و سیستمهای گرمایی هواساز و آبگرم دارند برای بالا بردن اطمینان منابع تغذیه و کاهش هزینه ها برخی ادارات و کارخانجات از تولید ترکیبی یا کارخانجات انرژی کلی استفاده می کنند که اغلب از مواد اضافی نظیر آشغال چوب یا گرمای اضافی حاصل از یک فرآیند صنعتی برای تولید الکتریسیته استفاده می کنند در برخی موارد الکتریسیته از یک سوخت تغذیه شده به صورت محلی مانند گاز طبیعی یا گازوئیل تولید می شود وسپس از گرمایی اضافی منبع انرژی گرمایی ژنراتور برای فراهم آوردن آب داغ و نیز گرمایش صنعتی استفاده می کنند هنگامی که یک فرآیند صنعتی نیازمند مقادیر زیادی گرمایی است که از منابع غیر الکتریکی نظیر سوختهای فسیلی تامین می شود استفاده از یک کارخانه تولید ترکیبی مقرون به صرفه است

تاکنون مسایل نظارتی و تکنولوژیکی بدین مفهوم بوده است که الکتریسیته تولید شده توسط مصرف کننده های خانگی را نمی توان به راحتی و بدون خطر با تغذیه توان ورودی همراه کرد شرکتهای الکتریکی بایستی توانایی جداسازی بخش های شبکه برق را داشته باشند وقتی یک خط از کار می افتد کارگران بایستی از قطع بودن برق قبل از کار روی آن مطمئن باشند آنها همچنین وقت زیادی را صرف می کنند تا کیفیت برق را در شبکه شان حفظ کنند تاسیسات پراکنده برق هم می تواند کنترل این موارد را مشکلتر می کند با ظهور تجهیزات الکترونیک قدرت با قابلیت اطمینان بالا نصب تجهیزات تولید ترکیبی حتی با اندازه های خانگی اقتصادی و بی خطر شده است این تاسیسات می توانند آب داغ خانگی الکتریسیته و گرمایش خانگی را تولید کنند و انرژی اضافی را به شرکت برق بفروشند پیشرفت در الکترونیک موجب ساده شدن دسترسی به مسایل امنیتی و کیفی شرکتهای الکتریکی شده است

مروری بر انواع سیستم های تولید پراکنده

معرفی انواع تولید پراکنده

در چند دهه اخیر، حضور منابع تولید پراکنده در شبکه های توزیع با روند رو به رشدی مواجه بوده است. مخصوصاً با افزایش منابع جدید انرژی که دارای توان کوچک و ولتاژ پایین می باشند، این مسئله به شدت افزایش یافته است. در این راستا استفاده از مولدهای چرخان مانند ژنراتور سنکرون، به خاطر قابلیت بکارگیری آن ها در نیروگاه های کوچک حرارتی و آبی و حتی در مزرعه های بادی و همچنین به خاطر امکان کنترل مستقل توان اکتیو و راکتیو تزریقی آن ها، افزایش چشمگیری داشته است.

بطور معمول در ژنراتورهای بزرگ، گاورنر نقش تثبیت فرکانس و سیستم تحریک نقش تنظیم کننده ولتاژ را دارد، ولی این مسئله در مورد ژنراتورهای سنکرون کوچکی که به شبکه توزیع متصل می شوند، صادق نیست. زیرا که هم فرکانس و هم ولتاژ توسط خود شبکه نگه داشته می شود. ژنراتورهای کوچک تولید پراکنده کنترل خیلی کمی روی ولتاژ دارند و روی فرکانس اصلاً کنترل ندارند . در سیستم های تولید پراکنده، گاورنر توان خروجی را کنترل می کند و سیستم تحریک مقدار توان راکتیو را مشخص می نماید.

تولیدات پراکنده دارای انواع مختلفی می باشند که بسته به نوع آن، ظرفیت نامی و نیز قیمت آن متفاوت است. توربین های گازی کوچک با ظرفیت حدود 500 کیلووات تا 20 مگاوات و بازده حدود 25 تا 40 درصد و پیل های سوختی با ظرفیت حدود 50 کیلووات تا 3 مگاوات و بازده حدود 45 تا 55 درصد به تدریج در شبکه های توزیع و مصارف صنعتی و تجاری مورد استفاده قرار می گیرند. سایر تولیدات پراکنده مثل میکروتوربین ها، توربین بادی، توربین آبی، فتوولتائیک، انرژی گرمایی خورشیدی، چرخ لنگر، بیوماس، باطری، ذخیره ای خازنی، زمین گرمایی و ... هم در حال گسترش هستند .

البته این فناوری های تولید انرژی، خود به دو دسته تجدیدناپذیر مانند میکروتوربین ها، پیل های سوختی، توربین های گازی و احتراقی و ... و تجدیدپذیر مانند توربین های بادی، سلول های خورشیدی و .. تقسیم می شوند.

بررسی پایداری سیستم های قدرت ( از دید:کلی، فرکانس،ولتاژ)

انواع پدیده گذرا در سیستم های قدرت

1- اضافه ولتاژهای موقت : (Tran Siant)

این اضافه ولتاژها دارای فرکانس 50 هرتز و زمان سوارشدن این موج برروی موج اصلی حدود میلی ثانیه است. پس در این حالت چونکه مدت زمان این حالت گذرا بسیار زیاد می باشد از لحاظ انتخاب دستگاههای حفاظتی بسیار مهم می باشد.

در طراحی کلیدهای قدرت وبرقگیر و خازن های برقگیر حالت Transiant به دلیل زمان زیادش مد نظر می باشد. برای بررسی بیشتر می توانیم بگوئیم که این نوع پدیده از تخلیه الکتریکی جوی روی خطوط انتقال و قطع و وصلهای سریعی که معمولا در شبکه ایجاد می گردد ناشی می شود.

این حالتهای گذرا سرشتی کاملا الکتریکی دارند و تنها در خطوط انتقال سیستم های قدرت دیده می شوند. از نظر فیزیکی اختلالی از این نوع منجر به یک سری موج الکترومغناطیسی می شود که با سرعتی نزدیک به سرعت نور در طول خطوط منتشر می شود و موجب افزایش دامنه امواج برگشتی در پایانه های خط می گردد. که بعد از چند رفت و برگشت در طول خط در طی چند ثانیه به دلیل تلفات موجود در خطوط ، این امواج تضعیف می شوند و پس ازچند رفت و برگشت این امواج میرا می گردند یعنی از بین می روند.

اندوکتانس بزرگ ترانسفورماتورها در اغلب مواقع به طور موثری مانع از ورود این اختلالات به سیم پیچهای ژنراتور می شود ولی برگشت این اختلالات موجب تولید موجهای با دامنه ولتاژ زیاد می شود ولی برگشت از این اختلالات موجب تولید موجهای با دامنه ولتاژ زیاد می شود که قادر است عایق تجهیزات فشار قوی را لطمه بزند. بارهای الکتریکی گذرا می توانند از طریق برقگیرها به زمینه انتقال یابد. ولی اگر عایق تجهیزات یا خطوط آسیب ببینند این امواج گذرا منجر به حالتهای گذرای جدیدی از نوع کند می شوند.

پایداری دینامیکی سیستم های قدرت

پایداری دینامیکی سیستمهای قدرت بهم پیوسته از اهمیت زیادی برخوردار است . یکی از عواملی که پایداری این سیستمها را تهدید می کند نوسانات الکترومکانیکی ژنراتورهای بهم پیوسته می باشند. فرکانس این نوسانات در حدود کسری از یک تا چند هرتز بوده و فاکتورهای متعددی از جمله شرایط کار، مشخصات بار، امپدانس و قدرت عبوری از خطوط ارتباطی، خازنهای سری و تنظیم کننده های ولتاژ در ناپایداری این نوسانات مؤثر می باشند. از طرف دیگر وقتی که سیستمهای بزرگ مورد مطالعه و بررسی قرار می گیرند، ابعاد مسائلی نظیر مدلسازی، شبیه سازی و کنترل همراه با افزایش ابعاد سیستم افزایش می یابد. افزایش پایداری دینامیکی سیستمهای قدرت در رژیمهای کاری مختلف توسط روشهای کنترل سیستم مورد تحقیق بسیاری بوده است و بعضا" کاربرد این روشها باعث پایداری و افزایش کارائی شبکه های قدرت شده است . اما در مواردی نیز بعلت اقتصادی نبودن و پیچیده بودن استراتژی کنترل این روشها بکار گرفته نشده است . از جمله روشهای کنترل بهینه که گرچه در افزایش پایداری سیستم بسیار مؤثر می باشد لیکن بعلت پیچیدگی ناشی از دخالت متغیرهای زیاد و گران بودن ایجاد حلقه های متعدد فیدبک که اکثرا" با تخمین زننده های متغیر حالت همراه می باشد کاربرد آنها محدود مانده است . در روشهای کنترل زیر بهینه با کاهش منطقی و صحیح متغیرهای موجود و فقط استفاده از حلقه های فیدبک مؤثر می توان از پیچیدگی و گرانی سیستم کنترل بمقدار زیاد کاست و در نتیجه عملی بودن آن را تضمین نمود. در رساله حاضر پایداری دینامیکی یک سیستم چند ماشینه با استفاده از تحلیل مقادیر ویژه مورد بررسی قرار گرفته است . به منظور میرانمودن نوسانات ناپایدار و یا افزایش پایداری دینامیکی از کنترل کننده های بهینه و زیربهینه براساس روشی مبتنی بر تعیین حساسیت مقادیر ویژه استفاده شده است . پاسخ دینامیکی سیستم در هنگام ایجاد اغتشاش با استفاده از این کنترل کننده ها توسط کامپیوتر محاسبه شده و مقایسه گردیده است . لازم به یادآوری است که برای مدلسازی شبکه از روش پیوستن اجزاء استفاده شده است که برای بدست آوردن معادلات نهائی یک سیستم بزرگ با جزء کردن و استفاده از ماتریسهای ارتباطی، کار مدلسازی را بمقدار زیادی تسهیل می نماید...