1. طراحی شبکه های توزیع برق مدرن
دانشکده مهندسی برق
پایان نامه کارشناسی
طراحی شبکه های توزیع برق مدرن
امیر حسین طیبی-رشته مهندسی برق قدرت
نمودار اندازه ولتاژ اين شبکه به همراه نمودار هاي توان اکتيو و راکتيو باس هاي اين شبکه در شکل هاي زير نشان داده شده است:
همانطور که از نمودار اندازه ولتاژ شبکه پيداست ميزان ولتاژ باس 32 از مقدار معمول پايين تر است. براي حل اين مشکل و تبديل اين شبکه به يک شبکه توزيع مدرن از راه کار هاي ارائه شده زير استفاده مي گردد:
معرفی: در چند سال اخير تغييرات چشمگيري در زمينه طبيعت شبکه، شناخت محيطي آن و گزينه هاي مديريت بار صورت گرفته است. موازي با اين افزايش بار، ظهور مدل هاي مختلف توليد انرژي طراحان شبکه توزيع را مجبور کرده که تکنيک هاي جديد را به کار گيرند و شيوه هاي جديد را طراحي کنند تا بتوانند طراحي آينده شبکه را شبيه سازي کنند.
اهداف پروژه: ابزار شبکه هاي مدرن توزيع برق ترکيبي از گزينه هاي طراحي سنتي شبکه و راه حل هاي جديد مي باشد. تکنيک هاي پيشرفته شامل پيش بيني بار و شبيه سازي ديناميک شبکه بر اساس جايابي هاي مختلف اجزا سيستم و انواع مختلف بار با استفاده از اطلاعات شبکه و ارزيابي ريسک پروژه مي شوند. اين شرايط بستگي به انجام مطالعات مديريت تقاضا، خسارت شبکه، منابع انرژي توزيع شده، توليد کنترل شده، تجهيزات ذخيره انرژي و سيستم هاي حمايت شبکه دارد. مدل سازي ضربه يا صاعقه بر روي شبکه هاي قدرت يا فشار ضعيف ناشي از سوئيچينگ و يا صاعقه الان يکي از اساسي ترين قسمت هاي پروسه طراحي شبکه مي باشد.
با در نظر گرفتن محدوديت هاي برنامه ريزي توزيع و بعد از مطالعه ي اطلاعات شبکه هاي موجود خط مشي جديد برنامه ريزي توزيع را براي مواجه شدن با تغييرات تکنيکي، اقتصادي، تکنولژيکي و زيست محيطي بار ترسيم مي کنيم.
در پروژه پيش رو مراحل طراحي يک پروژه توزيع مدرن مورد بررسي قرار گرفته و براي آشنايي با کاربرد اين بررسي نظريه شبکه توزيع مدرن بر روي شبکه واقعي توزيع انرژي يک پست توزيع در شهر آشتيان از توابع استان مرکزي شبيه سازي شده و راهکار هاي تبديل اين شبکه به يک شبکه توزيع مدرن مورد بررسي قرار مي گيرد.
شبیه سازی: از بين پست هاي موجود در شبكه قدرت شهر آشتیان، پست هوايي دشت انتخاب مي شود. اين پست داراي يك فيدر روشنايي معابر و چهار فيدر خروجي ديگر است كه به سمت اداره برق (جنوب پست مورد مطالعه)، زينبيه (شرق پست مورد مطالعه)، كوهپايه (شمال شرق پست مورد مطالعه) و مدرسه فرقاني (شمال غرب پست) رفته اند. شبكه تحت مطالعه وارد شده در نرم افزار در شكل زير ديده مي شود:
1- کاهش مقاومت خط: مقاومت خطوط اين شبکه به دلايلي چون عدم استفاده از سيم با مقاومت کم، استفاده از جامپر هايي با سطح مقطع غير يکسان با هادي اصلي و تداخل شبکه با درختان و ساير عوامل طبيعي با مقداري بيش از مقاومت واقعي خط مدل شده است. براي رفع اين مشکلات مي توان از سيم با مقاطع بزرگتر، استفاده از جامپر هايي با سطح مقطع منطبق با سطح مقطع هادي اصلي و همچنين قطع درختان يا استفاده از کابل خود نگه دار استفاده کرد.
2- استفاده از خازن (کاپاسيتور): يکي ديگر از راه هاي مقابله با افت ولتاژ در باس 32 و همچنين ديگر باس هاي مجاور آن استفاده از خازن مي باشد.
3- استفاده از شبکه حلقوي به جاي شبکه شعاعي جهت افزايش قابليت اطمينان:اين روش باعث افزايش قابليت اطمينان نيز مي شود زيرا اگر تغذيه يک بار از يکسو قطع شود اين بار ها از سمت ديگر نيز تغذيه مي شوند به همين خاطر قابليت اطمينان شبکه افزايش مي يابد.
4- توليد پراکنده و تاثير آنها بر شبکه: در اين بخش حالتي را مورد بررسي قرار مي دهيم که يک توربين بادي به عنوان منبع توليد پراکنده وارد شبکه شود. ورود اين توربين بادي در دو حالت در نظر گرفته شده که در يکي از اين حالات تاثير مستقيم و مناسب بر روي باسي که داراي افت ولتاژ زياد است دارد و در حالت ديگر تاثير چندان مناسبي بر اين باس ندارد که اين قضيه با بحث جايابي بهينه منابع توليد پراکنده مرتبط است.
5- استفاده از ترانسفورماتور تپ چنجر دار: براي جبران افت يا افزايش ولتاژ شبکه مي توان از ترانسفورماتور داراي تپ چنجر استفاده کرد.
در انتها نیز با توجه به مزایا و معایب هر یک از روش های گفته شده و نیز پتانسیل های منطقه مورد مطالعه و همچنین با توجه به نتایج شبیه سازی های انجام شده بهترین روش برای تبدیل شبکه به یک شبکه توزیع مدرن اتخاذ می گردد.
مراجع:
1- Grujica S. Ivanovich: “Modern Distribution Network Planning and Application to Development of Electricity Infrastructure”, University of Southern Queensland Faculty of Engineering and Surveying.
2- P. Kadurek, Student Member, IEEE, J. F. G. Cobben, W. L. Kling, Member, IEEE: “Future LV distribution network design and current practices in the Netherlands”.