تحلیل پایداری فرکانس شبکه های قدرت بزرگ اندازه در حضور نفوذ بالای ریزشبکه ها

افزایش روزافزون انرژی الکتریکی، محدودیت های زیست محیطی، تلاش های روزافزون جهت کاستن وابستگی به سوخت های فسیلی، مشکلات ناشی از گازهای گلخانه ای و نهایتاً پیشرفت های تکنولوژیکی منجر به سمت و سو گیری کشورها به طرف منابع تولید پراکنده شده است. ویژگی های منحصر به فرد این منابع در یک ساختار تجمیع شده با بار سبب تشکیل ریزشبکه ها در سیستم های قدرت شد. در اوایل ظهور ریزشبکه ها، تأثیرات آن ها بر روی شبکه قدرت با استفاده از اجرا کردن محاسبات پخش بار معمولی انجام می شد. با توجه به نفوذ کم این منابع در سیستم، این فرض کاملاً معقول به نظر رسیده و درنتیجه تأثیرات دینامیکی این منابع بر روی سیستم قابل چشم پوشی بود. حال آنکه عملکرد مناسب سیستم قدرت در حضور قابل توجه منابع تولید پراکنده و ریزشبکه ها درگرو تحلیل پایداری سیستم با درنظرگرفتن اثرات این منابع است. برای نیل به این هدف در گام اول معادلی دینامیکی برای شبکه توزیع فعال مشتمل بر چندین ریزشبکه از دیدگاه مطالعات پایداری فرکانس شبکه ی بالادست توسعه داده می شود. روش معادل سازی پیشنهادی با بهره گیری از تحلیل پرونی به نگاشت کردن رفتار دینامیکی شبکه ی توزیع فعال بر روی ژنراتورهای سنکرون می پردازد. در این راستا با تکیه بر روش مدل سازی جعبه خاکستری به بیان رفتار دینامیکی ریزشبکه ها با استفاده از زوج زمان توقف و ضریب میرایی بار پرداخته می شود. سپس روش دسته بندی مبتنی بر بردار حمایت جهت تجمیع ریزشبکه های موجود در شبکه توزیع فعال و درنتیجه کاهش مرتبه معادل توسعه داده شده مورداستفاده قرار می گیرد. دسته بندی ریزشبکه ها منجر به کاهش محسوس حساسیت پارامترهای مدل توسعه داده شده نسبت به تغییرات نقطه کار، و متعاقباً توسعه ی مدلی مقاوم برای شبکه توزیع فعال می شود. روش پیشنهادی منجر به توسعه مدلی شامل چندین گروه شده که تعامل بین آن ها از طریق توسعه یک شاخص ریاضی جدید مدل می گردد. در گام دوم با توسعه روابط ریاضی مستقل از ابعاد سیستم موردمطالعه، به بررسی تاثیرپذیری کم-ترین مقدار فرکانس لحظه ای، مقدار فرکانس در حالت ماندگار و همچنین میزان تغییرات فرکانس در یک پنجره ی لغزان به عرض 15 ثانیه، از افزایش نفوذ ریزشبکه ها پرداخته می شود. در نهایت در گام سوم از طریق مقایسه روابط توسعه داده شده در گام دوم با استانداردهای موجود، به توسعه دو شاخص ریاضی مستقل از سیستم مورد مطالعه جهت محاسبه کم ترین مقدار اینرسی مجاز شبکه بالادست پرداخته می شود. تلفیق مقدار اینرسی محاسبه شده با معادل دینامیکی توسعه داده شده در گام اول منجر به محاسبه حداکثر نفوذ مجاز ریزشبکه ها از دیدگاه مطالعات پایداری فرکانس می شود.