همچنین این امر ممکن است که بتوان از آستانه بارگذاری برای اندازه گیری مقدار توان انتقالی بین دو ناحیه استفاده کرد. در هنگامی که ظرفیت انتقال بین آن دو ناحیه مورد مطالعه قرلر می گیرد.

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

همواره اینگونه در نظر گرفته می شود که بارها دارای ضریب قدرت ثابتی باشند. در چنین حالتی اندازه گیری تغییر در بارگذاری تغییر توان حقیقی میسر خواهد بود. مزیت دیگر بارهای با ضریب قدرت ثابت اندازه گیری تغییرات بارگذاری آنهاست که با حاصل جمع مقادیر مطلق تغییرات توان بار حاصل می گردد.
۱-۸-۴-۴ آستانه توان راکتیو:
فروپاشی ولتاژها هنگامی که محدودیت های جاری توان راکتیو حاصل نشود رخ نمی دهد بخصوص در منابع راکتیو بزرگ. پس با آشکارسازی توان راکتیو انتقال داده شده و رزروهای مرتبط با آن در یک سیستم قدرت، بهره برداران می توانند میزان نزدیک شدن به فروپاشیدگی ولتاژ را تعیین کنند (تخمین بزنند) و اقلام اصلاحی مورد نیاز را بکار برند که عباراتند از لود شرینگ، به خصوص برای نواحی هم نیاز به اضافه توان راکتیو دارند. آستانه های توان راکتیو استفاده می شدند برای سنجش میزان مشکلات ناپایداری ولتاژ گروه هایی از باس بارها در سیستم قدرت این محدوده ها بر پایه اختلاف بین منابع تولید توان راکتیو (ژنراتورها، SVCها، و کندانسورهای سنکرون) و مصرف کننده های توان راکتیو (انواع بارها و خطوط انتقال) در هر باس از یک گروه یا ناحیه کنترل ولتاژ قرار دارند.
۱-۸-۴-۵ بکارگیری آستانه امنیت ولتاژ
در گذشته واحدهای تولیدی سهمی در ثابت نگهداشتن سطح ولتاژ قبل و بعد از بروز خطا داشتند که بر پایه تلرانس دستگاه ها بود و بستگی بسیار زیادی به آن داشتند. با توجه به اینکه موضوع بستگی ولتاژ سیستم قدرت را در پی دارد اما هیچ تضمینی برای وجود آستانه ای برای پایدار بودن ولتاژ ندارد. در نظر بگیرید یک سیستم قدرت ممکن است دارای سطوح ولتاژ خوبی قبل و بعد از بروز خطا باشد، اما بسیار محتمل است که در آستانه ناپایداری ولتاژ و ضوابط ولتاژی قرار داشته باشد. برای مثال اگر مطالعات در سیستم قدرت نشان دهنده ناپایداری ولتاژ ممکن است حادث شود هنگامی که رزروهای توان راکتیو چند ژنراتور مشخص با ادوات FACTS به مقادیر مشخصی برسند، در این حالات واحدهای تولیدی می توانند این مقادیر اندازه گیری شده را به عنوان نشانگرهای مستقیم پایداری و یا ناپایداری ولتاژ استفاده کنند.
در حالت کلی تر آستانه های امنیت ولتاژ توسط اختلاف بین مقادیر کلیدی پارامترهای سیستم
Key stystem Parameters ) KSP ) در نقطه کار کنونی و نقطه بحرانی پایدار ولتاژ تعیین می شوند. واحدهای تولیدی متفاوت ممکن است از پارامترهای کلیدی مختلفی استفاده کنند برای در موضوع اصلی که عبارتند از:
الف) پارامترهای کلیدی برپایه PV که عبارتند از بار یا توان انتقال یافته بین واسطه ها
ب) پارامترهای کلیدی بر پایه QV که عبارتند از توان راکتیو تزریقی به یک باس یا گروهی از باس ها.
ضوابط پایداری ولتاژ مشخص می کنند چه مقدار به عنوان آستانه برای امنیت ولتاژ در سیستم باید در نظر گرفته شود. ممکن است این مورد اینگونه عنوان شود که «سیستم باید اینگونه بهره برداری گردد برای نقطه کار مورد نظر و تحت هر اغتشاش محتمل با آستانه پایداری ولتاژ باید بزرگتر از x درصد (به MW یا MVARٌِ) از KSP باقی بماند. در ادامه این ضابطه برای آستانه پایداری ولتاژ ممکن است واحدهای تولیدی ضوابط دیگری برای بهره برداری در شرایط پایدار ولتاژ وضع کنند، که عبارتست از منع افزایش ولتاژ و رزرو توان راکتیو[۷].
۱-۹ رفع نقایص طراحی
هنگامی که ضوابط پایداری ولتاژ سیستم ارضا نشد، واحدهای تولیدی می توانند از ابزارهای رفع نقص متعددی برای دستیابی به پایداری ولتاژ استفاده کنند. دیگر مولفه های سیستم (ژنراتورها، سیستم های انتقال و توزیع و بار) می توانند بهبود یابند تا پایداری ولتاژ در سیستم قدرت بصورت کلی بهبود یابد. عملی بودن یا در دسترس بودن امکان هر یک از انتخاب های فوق بستگی به ویژگی های سیستم دارد.
اما این موارد عبارتند از: کنترل توان اکتیو، جبران سازهای سری و موازی، لود شدینگ در ولتاژ پایین، سد کردن تغییر تپ زیر بار و اتوماسیون سیستم های توزیع. اگر ضوابط برای آستانه ولتاژ اضافه نشدند، مهندسان از تحلیل مدال برای مشخص کردن بهترین نقطه برای بکارگیری رفع نقص استفاده خواهند کرد.
در بسیاری از واحدهاتی تولیدی شرایطی که باعث بروز فروپاشی ولتاژ میگردد غیرطبیعی است، یا بصورت خطاهای درجه دوم بروز می کنند یا نشانه های غیر طبیعی بار. برای این سیستم های تولیدی سخت افزاری که به کمک آن می توان از بروز فروپاشیدگی ولتاژ جلوگیری نموده بسیار گران و غیر ابل دسترس است. ضمناً با توجه به اینکه فروپاشیدگی ولتاژ یک مسئله ناحیه ای است و اگر ناحیه ای در یک سیستم قدرت دچار آن شد با طرح سیستم حفاظت صحیح و کارآمد می توان از گسترش فروپاشیدگی ولتاژ در همه سیستم و همچنین دیگر باس های آن جلوگیری نمود. بسیاری از واحدهای تولیدی در جهان از لودشرینگ در ولتاژهای پایین برای این منظور استفاده می کنند.

مفاهیم و روش ها
۲- ۱ طبقه‌بندی پایداری سیستم‌های قدرت
۲-۲ پایداری ولتاژ
۲-۳ طبقه‌بندی پایداری ولتاژ
۲-۴ چارچوب‌های زمانی برای بررسی پایداری ولتاژ:
۲-۵ تفاوت بین پایداری میان مدت و بلند مدت
۲- ۱ طبقه‌بندی پایداری سیستم‌های قدرت
پایداری سیستم قدرت یک مسألۀ منفرد است اما عملی نیست که آن را بدین صورت مطالعه کرد. همچنان
که در بخش قبل مطرح گردید، ناپایداری یک سیستم قدرت می تواند شکل های مختلفی داشته باشد و از
عوامل گوناگونی تأثیر پذیرد. با طبقه بندی مناسب پایداری، می توان بررسی مسائل مربوطه، تشخیص عوامل اصلی سهیم در ناپایداری و ایجاد روش های بهبود عملکرد پایدار سیستم را تا حد زیادی تسهیل بخشید. این طبقه بندی بر اساس نکات زیر صورت می پذیرد:
- طبیعت فیزیکی ناپایداری حاصل؛
- اندازۀ اغتشاش موجود؛
- تجهیزات، فرایندها و محدودۀ زمانی که برای تعیین پایداری لازم است مورد توجه قرار کیرند؛
- مناسب ترین روش محاسبه و پیش بینی پایداری.
هر چند که طبقه بندی پایداری سیستم قدرت، وسیلۀ موثر و مناسبی در برخورد با پیچیدگی های موجود
در مسأله است، اما باید همواره پایداری کلی سیستم را مد نظر داشت. حل مسألۀ پایداری یک طبقه نباید منجر به تأثیر منفی بر پایداری طبقۀ دیگر شود. این نکته، اساسی است که باید تمام جنبه های پدیدۀ پایداری را مورد توجه قرار داد و هر جنبه را از بیش از یک دیدگاه بررسی کرد. لازمۀ این امر آن است که انواع روش های محاسباتی گوناگون ایجاد گردد و از آنها به صورت منطقی استفاده شود. در این صورت است که تا حدی، هم پوشانی در پدیدۀ مورد بررسی، مطلوب است.
سه دسته‌بندی عمده برای پایداری سیستم قدرت وجود دارد:
پایداری زاویه رتور^[۱]
پایداری فرکانسی^[۲]
پایداری ولتاژ^[۳]
­­در ناپایداری سیستم قدرت معمولاً بیش از یکی از انواع ناپایداری‌های فوق به وقوع خواهد انجامید. هدف از دسته‌بندی پدیده پایداری سیستم‌های قدرت به صورت بالا، کمک به تحلیل و مطالعه بهتر این پدیده از طریق تکنیک‌ها و روش‌های مختلف است.
شکل (۱-۱) ساختار بالا را به صورت گرافیکی نشان می‌دهد. توضیح مختصری از دسته‌بندی فوق در ادامه آورده شده است.

شکل ۲-۱: دسته‌بندی پایداری سیم‌های قدرت
۲-۱-۱ پایداری زاویه‌ای رتور
به توانائی ماشین‌های سنکرون در حفظ سنکرونیزم سیستم پس از وقوع یک اغتشاش پایداری زاویه‌ای رتور اطلاق می‌شود. پایداری زاویه‌ای رتور با بهره گرفتن از تحلیل‌های حوزه زمان یا حوزه فرکانس مورد مطالعه و ارزیابی قرار می‌گیرد. این ناپایداری زمانی اتفاق می‌افتد که حداقل یکی از ژنراتورهای سیستم قدرت مورد مطالعه سنکرونیزم خود را با شبکه از دست دهد.
۲-۱-۲ پایداری فرکانسی
سیستم از نظر فرکانسی زمانی پایدار خوانده می‌شود که کل تولید توان حقیقی سیستم با مجموع بار حقیقی و تلفات سیستم برابری کند. به عبارت دیگر، توازنی در تولید و مصرف توان وجود داشته باشد. این نوع از ناپایداری در حوزه زمان تحلیل می‌شود و ممکن است بر اثر از دست رفتن واحد تولید یا تغییر بار قابل ملاحظه‌ای در سیستم، به وقوع بپیوندد. به منظور سهولت در امر بررسی پایداری و کسب نگرشی مفید بر طبیعت مسائل پایداری، مناسب است که پایداری زاویۀ روتور را بر حسب دو طبقه بندی ذیل، تقسیم کرد:
۲-۱-۲ -۱ پایدار اغتشاش کوچک یا سیگنال کوچک :
توانایی سیستم را برای حفظ حالت سنکرونیزه در اثراغتشاش های کوچک نشان می دهد. این اغتشاش ها به علت تغییرات کوچک بار و تولید، دائما اتفاق می افتد. اغتشاش ها را می توان به اندارۀ کافی کوچک به حساب آورد تا اجازۀ خطی کردن معادلات سیستم را برای بررسی پایداری داشته باشیم. ناپایداری که ممکن است اتفاق بیفتد به دو صورت باشد: یکی اینکه زاویۀ روتور به علت کمبود گشتاور سنکرون کننده دائما افزایش یابد و دیگری حالتی که به کمبود توان میرا کننده، نوسان های روتور با دامنۀ در حال افزایش اتفاق افتد. عکس العمل سیستم در مقابل اغتشاش های کوچک، به عوامل چندی از جمله: نقطۀ کار اولیه، قدرت سیستم انتقال و نوع سیستم کنترل تحریک بستگی دارد. برای ژنراتوری که به طور شعاعی به یک سیستم قدرت بزرگ متصل است، ناپایداری در غیاب تنظیم کننده های خودکار ولتاژ (AVR) (یعنی با ولتاژ تحریک ثابت)، به علت کمبود گشتاور سنکرون کننده، اتفاق می افتد. این مسأله منجر به ناپایداری غیر نوسانی می شود. با وجود تنظیم کننده های خودکار ولتاژ، زمانی سیستم در مقابل اغتشاش کوچک پایدار است که اطمینان حاصل شود نوسان های سیستم میرایی کافی دارند. ناپایداری معمولا خود را به صورت نوسان هایی با دامنۀ در حال افزایش نشان می دهد عکس العمل سیستم را با وجود تنظیم کنندۀ خودکار ولتاژ به تصویر کشیده است.
در سیستم های قدرت امروزی، پایداری اغتشاش کوچک، عمدتا به علت کمبود میرایی نوسان ها اتفاق
می افتد. پایداری انواع نوسان های زیر مورد توجه است:
- مد های محلی یا مد های ماشین – سیستم که مربوط به نوسان هی واحد های یک نیروگاه نسبت به
بقیۀ سیستم قدرت است. واژۀ محلی به این علت استفاده می شود که نوسان ها به یک نیروگاه یا بخشی کوچک از سیستم قدرت محدود می شود.
- مد های بین ناحیه ای – که مربوط به نوسان های تعدادی ماشین سنکرون در یک بخش سیستم نسبت
به ماشین های سنکرون سایر بخش هاست. این مدها زمانی اتفاق می افتد که دو یا چند بخش که هر بخش از تعدادی ماشین سنکرون کاملا نزدیک به هم متصل تشکیل شده است، به وسیلۀ خطوط ارتباطی ضعیف به هم متصل شده باشند.