پیش بینی ناپایداری گذرا در سیستم های قدرت به کمک داده های دریافتی از واحدهای اندازه گیری فازوری (pmu)

thesis
abstract

پایداری گذرا در سیستم های قدرت یکی از مهمترین چالش ها در زمینه پایداری و دینامیک سیستم های قدرت می باشد،پایداری گذرا را می توان به عنوان توانایی سیستم در حفظ پایداری بعد از یک اغتشاش شدید تعریف کرد این اغتشاشات شدید می توانند بروز اتصال کوتاه (سه فاز) در خطوط انتقال انرژی،خارج شدن یک واحد تولید بزرگ(ژنراتور) از مدار ویا خارج شدن ناگهانی دسته وسیعی از بارها از سیستم،باشد. اغتشاشات مذکور سبب بروز نوساناتی در سیستم می شود که اگر این نوسانات نتوانند میرا شوند آن گاه سیستم دچار ناپایداری می گردد.در بین اغتشاشاتی که در مطالعات پایداری گذرا معمولاً اتصال کوتاه (سه فاز) بیشتر از دیگران مورد توجه قرار می گیرد. رفتار این پدیده را می توان این گونه توصیف کرد که در حین یک خطای شدید(اتصال کوتاه) راکتانس معادل ماشین x_d^ دچار تغییر شده و این امر سبب تغییر توان فاصله هوایی p_eیا گشتاور الکترومغناطیسی ?_e،می گردد و باعث می شود که توان منتقله بین ماشین ها شدیداً کاهش یابد در نتیجه زوایای روتور ماشین ها نسبت به هم نوسان کرده و سبب افزایش انرژی جنبشی ماشین ها می شود. پس از رفع خطا که معمولاً با جداسازی محل خطا از شبکه صورت می گیرد توان منتقله دوباره در سیستم برقرار می گردد و باعث تخلیه انرژی جنبشی ماشین ها می گردد، اگر این انرژی اضافی به طور کامل تخلیه شود آن گاه سیستم مجدداً به پایداری می رسد ولی اگر این انرژی از حد معینی (حد بحرانی) بیشتر باشد آنگاه بعد از رفع خطا انتقال انرژی بین ژنراتورها سبب نوسانات بیشتر زوایای روتور نسبت به یکدیگر شده و سیستم دچار ناپایداری و فروپاشی می شود. به دلیل آن چه تاکنون گفته شد، ناپایداری گذرا معضلی مهم در سیستم های قدرت می باشد که همواره نیازمند روش های مناسب و سریع جهت تحلیل و پیش بینی است، از سوی دیگر به دلیل این که شبکه های قدرت امروزی بسیار وسیع و پیچیده می باشند رفتاری غیر خطی از خود نشان می دهند و همچنین به دلیل ماهیت سیگنال بزرگ بودن پایداری گذرا قادر به خطی سازی و استفاده از تقریب های خطی نیستیم که تحلیل این پدیده را پیچیده تر و دشوارتر کرده است. یکی از مهمترین مشکلات سیستم های کنترلی شبکه های قدرت در پایش به هنگام این شبکه ها عدم وجود همزمانی(سنکرونیزاسیون) می باشد که ناشی از تاخیر بین داده های دریافتی در نقاط مختلف شبکه است.از سوی دیگر به دلیل هزینه های بالا، کنترل کننده های محلی تمایلی نسبت به، به روز رسانی تجهیزات کنترلی خود، نشان نمی دهند. مهمترین موضوع در رفع این مشکل استفاده از تجهیزات اندازه گیری فازوری(pmu) به همراه سیستم موقعیت یاب جهانی(gps) می باشد که سیستم موقعیت یاب جهانی که کلیه داده های اندازه گیری شده با تاخیر بسیار کمی(تقریباً آنی) به مرکز کنترل ارسال شده و بتوان این داده ها را همزمان (سنکرونیزه) کرد در نتیجه می توان ولتاژ و جریان را در هر نقطه از شبکه قدرت به صورت فازوری بیان کرد(زاویه ولتاژ و جریان را در هر نقطه از شبکه نسبت به یک مرجع زمانی که زمان جهانی نامیده می شود بیان می گردد). با توجه به مطالبی که ذکر شد از این پس می توان بدون تغییرهای بسیار بزرگ در سیستم های کنترل قدرت، که هزینه زیادی در بر داشت، سیستم قدرت را می توان در مقیاس بزرگ به صورت آنلاین و در زمان حقیقی پایش کرد، حال از این پس نیازمند روش هایی می باشد که قادر به تحلیل این داده ها در حداقل زمان ممکن باشد. یکی از این روش های جدید استفاده از تحلیل معادلات شبکه به کمک تئوری آشوب و نمایه های لیاپانوف می باشد. در این پایان نامه ابتدا به معرفی پدیده های دینامیکی و انواع پایداری پرداخته سپس روش های مرسوم را جهت تحلیل پایداری گذرا را معرفی می کنیم، بعد از آن به معرفی سیستم های اندازه گیری فازوری و طریقه عملکرد آن می پردازیم، سپس به بررسی رفتار سیستم دینامیکی و تئوری آشوب پرداخته و الگوریتم هایی جهت تحلیل این سیستم ها با نمایه های لیاپانوف ارائه می گردد، در نهایت صحت روش ها را در یک سیستم قدرت نمونه مورد بررسی قرار می دهیم.

similar resources

مکان یابی و تعیین تعداد بهینه واحدهای اندازه گیری فازوری (pmu) جهت مشاهده پذیری سیستم های قدرت

امروزه در شبکه های قدرت به دلایل مختلف از جمله خطی سازی معادلات تخمین حالت و بهبود سرعت سیستم های کنترلی و حفاظتی از واحد های اندازه گیری فازوری  استفاده می شود. بهینه سازی تعداد و مکان این تجهیزات با توجه به قیمت بالای آن ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. عوامل تأثیر گذار در مکان و تعداد بهینه توپولوژی شبکه، شین های تزریق صفر و اندازه گیرهای معمول مورد استفاده در شبکه های قدرت می باشند. در این...

full text

تخمین حالت در سیستمهای قدرت با استفاده از واحدهای اندازه گیری فازوری (pmu)

سیستم های متداول مانند scada/ems امکان نمونه برداری همزمان را ندارند. به همین دلیل قادر به اندازه گیری مقدار فاز ولتاژ و جریان نیستند. سرعت پایین نمونه برداری این سیستم ها و دقت پایین که حدودا هر 10 ثانیه یکبار اندازه ولتاژ، جریان، توان اکتیو یا راکتیو را اندازه گیری می کنند، برای بسیاری از کاربردها زیاد مناسب نیستند. اما pmuها قادر به اندازه گیری فازور ولتاژ و جریان، با نرخ متغیر از 1 تا 60 نم...

مکان یابی بهینه واحدهای اندازه گیری فازوری در سیستم قدرت

بهره گیری از واحدهای اندازه گیری فازوری در سال های اخیر به صورت گسترده ای در زمینه های نظارت، کنترل و حفاظت سیستم های قدرت مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا، به دلیل نیازمندی شبکه ی قدرت به این تجهیز کارا، مسأله ی مکان یابی بهینه ی این واحد اندازه گیری به منظور مشاهده پذیری کامل شبکه به چالشی مهم در سیستم قدرت تبدیل شده است. تاکنون روش ها و الگوریتم های گوناگونی جهت مکان یابی بهینه ی واحده...

بررسی آنالیز پایداری گذرا و پایداری سیگنال کوچک براساس داده های واحدهای اندازه گیری فازور (pmu)

در این پروژه قصد داریم تا آنالیز پایداری گذرا و سیگنال کوچک را با استفاده از داده های حاصل از pmu انجام دهیم. به همین منظور این پایان نامه را در هشت فصل تقسیم بندی کرده ایم. در فصل های ابتدایی مقدمات لازم برای انجام این آنالیز را بررسی کرده و در فصل های ششم و هفتم به تحلیل آنالیز پرداخته ایم. در فصل اول به بررسی معرفی و تاریخچه واحد های اندازه گیری فازوری می پردازیم و ساختار و روش های انتقال ا...

مکان‌یابی و تعیین تعداد بهینه واحدهای اندازه‌گیری فازوری (PMU) جهت مشاهده‌پذیری سیستم‌های قدرت

امروزه در شبکه‌های قدرت به‌دلایل مختلف از جمله خطی‌سازی معادلات تخمین حالت و بهبود سرعت سیستم‌های کنترلی و حفاظتی از واحد‌های اندازه‌گیری فازوری  استفاده می‌شود. بهینه‌سازی تعداد و مکان این تجهیزات با توجه به قیمت بالای آن‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. عوامل تأثیر‌گذار در مکان و تعداد بهینه توپولوژی شبکه، شین‌های تزریق صفر و اندازه‌گیرهای معمول مورد استفاده در شبکه‌های قدرت می‌باشند. در این...

full text

پیش بینی ناپایداری گذرا و تعیین زمان جزیره سازی عمدی در سیستم قدرت با پایش دولایه ی اطلاعات pmu

جزیره شدگی کنترل نشده در سیستم قدرت عبارت است از جدا شدن خود به خودی و غیر برنامه ریزی شده سیستم قدرت به بخش های مجزا از هم؛ که این رخداد می تواند حاصل از عملکرد اشتباه رله های حفاظتی یا وقوع خطای شدید باشد. بعد از وقوع جزیره شدگی کنترل نشده ممکن است به علت نابرابری تولید و مصرف و عدم هماهنگی ژنراتورها در هر جزیره، سیستم قدرت به سمت ناپایداری رفته و منجر به خاموشی سراسری گردد. از جمله اتفاقاتی ...

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


document type: thesis

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه زنجان - دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023