چکیده :
تعداد فزاینده ژنراتور های بسیار کوچک به سیستم های توزیع الکتریسیته در سراسر جهان مرتبط است. نمونه ها شامل فتوولتاییک (PV ) و سیستم های مرکب گرما و برق مقیاس خانگی گازی (میکرو CHP )، با خروجی های الکتریکی در منطقه 1 تا 2 کیلووات هستند. این ژنراتورها معمولاً درون محوطه ساختمانی مصرف کنندگان نصب می شوند و به شبکه تأمین برق گرفتگی (230 ولت تک فاز در اروپا، V 120 در امریکای شمالی ) متصل اند. نیاز روزافزون به فهم و تعیین کمیت تاثیر غنی ای که نفوذ چنین ژنراتورهایی بر کارکرد سیستم های توزیع دارند، وجود دارد. این مقاله برای تحلیل این اثر به همراه نتایجی که نفوذ قابل توجه میکرو – تولید می تواند در سیستم توزیع نرمال داشته باشد، راهکاری را ارائه می دهد.
1 ) مقدمه :
نصب میکروژنراتورها جهت افزایش سریع در طول چند سال آینده، تعیین می شود. سیستم های فتوولتائیک (PV ) خورشیدی سوار شده روی بام خانه ها فعلاً عامه پسند است و جنبه اقتصادی شان سال به سال جذاب تر و جالب تر می شود. سیستم های میکرو CHP- گازی، که الکتریسیته، گرمای ترابردی، و آب گرم تأمین می کنند، حالا در خانه های انگلستان به آزمون های میدانی تن در می دهند. پتانسیل شان برای جایگزینی مخازن آب گرم کن های سنتی فوق العاده است.
در عین حال، اپراتورهای شبکه توزیع نگرانند که سیستم های فعلی شان به صورت وارونه تحت تاثیر چنین ژنراتورهایی قرار بگیرند، به خصوص زمانی که تعداد زیادی در یک منطقه جغرافیایی بسته وصل می شوند. نگرانی اصلی این تحقیقات است که میکروژنراتورها موجب افزایش ولتاژ بیش از حد شوند. کار ارائه شده در این مقاله بخشیاز تحقیقات آینده برای شناسایی و تعیین کمیت اثرات نفوذ زیاد میکروژنراتورها بر شبکه های توزیع و کشف چگونگی مدیریت کردن این اثرات است.
میکروژنراتورهای معمولاً تا 1 یا 2 کیلووات تولید می کنند و به شبکه تأمین برق خانگی وصلند، یا از طریق مبدل های تک فاز یا به صورت مستقیم، در مورد بعضی از واحدهای میکرو، CHP در انگلستان، اتصالات خدمات خانگی معمولاً تک فاز 230 ولت هستند که از خطوط اصلی سه فاز 400 ولت گرفته می شوندو به صورت کروهی به عنوان شبکه کم ولتاژ (LV ) معروفند. در جایی دیگر، شبکه های همتراز به اسم توزیع ثانویه شهرت دارند. متدهای طراحی سنتی برای LV (توزیع ثانویه) معمولاً بر فاکتورهای تنوع بار تکیه دارند؛ این ها را می توان از اندازه گیری های جامع بار به دست آورد ولی اغلب بر مبنای سالها تجربه استوارند. نفوذ قابل توجه میکرو تولید فاکتورهای تنوع را تغییر خواهد داد. و در قابلیت به کارگیری آنها عدم قطبیت پیش می آورد. در عین حال، قدرت کامپیوترهای مدرن به ما امکان می دهد که راهکار کامل و بسیار دقیق تری را برای تحلیل و طراحی شبکه های LV درنظر بگیریم، بخصوص با ملاحظه میکرو – تولیدها جزئیات مورد توجه ما به قرار ذیل هستند.
اول ) بارهای خانگی مجزا از نظر زمانی و میان خانه ها بسیار متغیرند، و تحلیل باید این تغییرپذیری را نشان دهد. راهکار ما به وجود آوردن و استفاده کردن از داده های مجموعه زمانی برای هر و تمام خانه ها و املاک بازرگانی متصل به شبکه است. تکنیک های آماری، که بعد در این فصل الگو می شوند، جهت مهار و ارائه حجم های زیاد داده های حاصل به حالت فشرده، لازمند.
دوم ) اکثربارهای متصل به LV تک فازند و هرگز به طور کامل در سه فاز متداول نمی شود. در واقع؛ نامتوازنی های قابل توجه زمانی هنجار و عادی اند که فرد به شبکه های توزیع LV دقیق شود. پس، بی طرف ها جایگزین می شوند و تحلیل جریان بار سه فازی نامتوازن فراخوانده می شود.
سوم ) بخشهای بزرگ شبکه های LV (توزیع ثانویه) به وسیله شبکه V 1 – 11 (توزیع اولیه) از طریق نرانسفورماتورهای توزیع Fixed – tap به هم وصل می شوند. بار سنگین، یا تولید بیش از حد، در هر نقطه ای از شبکه LV بر ولتاژها در سراسر شبکه های LV ای که با فیدز تغذیه رسان KV – 11 بخصوص تحت پوشش هستند، تاثیراتی می گذارند. میزان اثر و بنابراین مرز مناسب برای تحلیل، به وسیله کنترل گرهای خودکار ولتاژ تنظیم می شود. در انگلستان، این ها معمولاً تغییر دهنده های آنلود top در V K- 33 تا K-V 11 ایستگاههای فرعی اصلی هستند. در دیگر کشورها، رگلاتورهای ولتاژ رایج ترند. تحلیل کامل باید کل فیدر را دربر بگیرد، فیدری که متجاوز از هزار مشتری وصل شده را دربر دارد.
به طور خلاصه، هدف انجام تحلیل کم بار سه فاز نامتوازن در شبکه های پیچیده با استفاده از داده های مجموعه زمانی است. مدل سازی تاثیرات میکرو تولید در مقایسه نسبتاً سرراست است.
II ) مدل سازی :
A ) شبکه تست :
شبکه الکتریسیته درون مرزی شرق (حالا شبکه های مرکزی)، اپراتور شبکه توزیع انگلستان تحت تملک E.ON ، داده های فراهم کرد که در مورد شبکه ها در مرکز شهر Leicester در انگلستان توضیح می داد. بخش انتخاب شده به عنوان شبکه تست در شکل 1 دیده می شود. متشکل از فیدر کامل KV – 11 و تمامی شبکه های LV وابسته (V 230 – 400 ) است. ایستگاه فرعی اصلی در سمت راست شکل است. حدود 4 کیلومتر کابل های زیر زمینی KV – 11 وجود دارد که برق را برای 6 ترانسفورماتور توزیع فراهم می کنند، که ولتاژ را به V 400 کاهش می دهند. شکل 1 )
از میان اینها یکی به بانک و دیگری به هتل اختصاص داده می شود. مابقی شبکه های LV عمومی را تامین می کنند، که شامل 23 کیلومتر دیگر از کابل های زیرزمینی، شامل کابل های خدمات به نقاط سنجش اتصال مشتری است. در کل، 1262 مشتری متصل وجود دارد، که هرکدام شان کاندیدایی متحمل برای تولید هستند. شبکه ها 3000 گره اضافی دارند . هیچ رگلاتور ولتاژ یا خازن شانتی نصب نشده است.
B ) مدل سازی بار :
نیاز به داده های مجموعه زمانی قبلاً بیان شده و برای این بررسی تصمیم گرفتیم از مرحله زمانی یک دقیقه استفاده کنیم. تصاویری از بارهای خانگی مجزا دقیقه به دقیقه ساخته شده که بر مبنای مدل سازی Stachasting انجام شده توسط موسسه توسعه محیط زیست (IESD) در دانشگاه مونت فورت در انگلستان، استوارات، مصرف برق راکتیو در هر نقطه اتصال بر مبنای Stochatic محاسبه شده است.