1. امنيت سيستم قدرت بهره برداري اقتصادي از سيستم قدرت
بهره برداري از سيستم قدرت با امنيت مطلوب
قابليت امنيت سيستم قدرت اعمالي را شامل مي شود كه به منظور حفظ سيستم در حالت عملكرد مطلوب بايد انجام شود؛ در شرايطي كه تجهيزي از سيستم قدرت دچار خرابي (عيب) مي گردد. بعنوان مثال :
ممكن است واحد توليدي به دليل معيوب شدن تجهيزات جانبي آن از مدار خارج شود؛ يا اينكه حداكثر توان توليدي آن محدود گردد (Derate)
وجود ذخيره چرخان در اين شرايط قادر خواهد بود افت فركانس را جبران نمايد. يا اينكه بار قطع شود.
خروج خط يا ترانسفورماتور از شبكه در اثر شرايط نامناسب جوي؛ عملكرد ناصحيح رله هاي حفاظتي، خطاي نيروي انساني و ....
چنانچه هنگام در مدار قراردادن واحدها و توزيع بار توجه كافي به توان انتقالي از خطوط انتقال شود، آنگاه شبكه انتقال قادر خواهند بود اضافه بار ها را تحمل نمايند

2. امنيت سيستم قدرت
قابل پيش بيني نبودن وقوع عيب و ضرورت آمادگي براي مواجهه با شرايط خاص در بهره برداري (بنابراين سيستم بايد به گونه اي بهره برداري شود تا در شرايط وقوع هر پيشامد در وضعيت خطرناك قرار نگيرد)
طراحي تجهيزات در محدوده معين ( ضرورت تنظيم رله هاي حفاظتي) و لذا عملكرد سيستم حفاظتي در اثر انحراف از قيود
وقوع حادثه اي در سيستم ممكن است منجر به انحراف از قيود تجهيزي ديگر گردد و آن نيز عملكرد سيستم حفاظتي مربوطه را به همراه داشته باشد. اين امر موجب خروج زنجيره اي ساير تجهيزات توليد و انتقال شده كه در نهايت خاموشي سراسري را به همراه دارد.
بنابراين سيستمهاي قدرت به گونه اي بايد بهره برداري شوند تا خروج يك تجهيز، موجب اضافه بار در ساير تجهيزات نشود.
سيستمهاي قدرت از تكنيكها و تجهيزاتي برخوردارند تا امكان بهره برداري مطمئن را براي بهره بردار سيستم فرآهم نمايند

3. امنيت سيستم قدرت
درارتباط با بهره برداري مطمئن، بهره بردار سه وظيفه اصلي را به عهده دارد
پايش سيستم (System Monitoring)
تحليل پيشامدها (Contingency Analysis)
پخش بار بهينه مقيد به امنيت (SCOPF)
نظارت (پايش) سيستم؛ بهره بردار را از آخرين وضعيت سيستم آگاه مي نمايد. اين وظيفه مهم ترين وظيفه از موارد اشاره شده است.
تعدد واحدهاي توليد و گستردگي شبكه قدرت نياز به اندازه گيري و ارسال اطلاعات مورد نياز را افزايش داده است.
اين اطلاعات از طريق دورسنجي و ايجاد بسترهاي مخابراتي انجام مي شود. (اطلاعات شامل مقادير ولتاژها، جريانها، توانهاي انتقالي از خطوط و ترانسفورمرها و وضعيت كليدها، تپ ترانسها وضعيت خاموش يا روشن بودن واحدها و ميزان توليد آنها و... است)
به دليل بالا بودن حجم اطلاعات؛ از كامپيوتر براي پردازش اطلاعات و نمايش وضعيت شبكه براي بهره بردار استفاده مي شود.
سيستمهاي پايش شبكه؛ با سيستمهاي كنترلي نيز تركيب مي شوند تا بهره بردار بتواند از راه دور بتواند مانورهاي لازم در در سبكه انجام دهد. كه به اين سيستمها SCADA گويند.
سيستم اسكادا براي تعدادي از بهره بردارها امكان نظارت و كنترل (اعمال اصلاحي) فرآهم مي نمايد.

4. وظيفه دوم- بررسي پيشامدها (‍Contingency Analysis)
بررسي پيشامدها اين امكان را فرآهم مي نمايد تا بهره برداري از سيستم بطور قابل دفاعي انجام شود
مشكلاتي كه پيشامدها در سيستم ايجاد مي كنند آنقدر از نظر زماني كوتاه است كه در آن بهره بردار سرعت لازم براي حل مشكل احتمالي را ندارد. (به ويژه در خاموشيهاي زنجيره اي)
بنابراين مدل سازي وقايع از ضروريات است
استفاده از پخش بار و ..

5. وظيفه سوم- SCOPF
در اين بخش تحليل پيشامدها با با يك برنامه پخش بار بهينه تركيب مي شود (هدف آن است كه هيچ پيشامدي موجب نقض قيود شبكه نشود)
براي نشان دادن نحوه انجام اين كار؛ حالتهاي مختلف بهره برداري را مورد توجه قرار مي دهيم
حالت توزيع بهينه (Optimal Dispatch): حالت پيش از وقوع پيشامد كه سيستم در حالت بهره برداري اقتصادي قرار دارد، ليكن ممكن است مطمئن نباشد
حالت بعد از پيشامد (Post Contingency): حالتي كه سيستم قدرت پس از وقوع پيشامد دارد. در اين حالت، بعضي از قيود نقض شده اند (ولتاژ شينها و بارگذاري شبكه انتقال)
حالت توزيع بار مطمئن (Secure Dispatch)؛ حالتي از سيستم بدون وقوع پيشامد است؛ اما با اصلاحاتي در پارامترهاي بهره برداري ، نقض امنيت در نظر گرفته مي شود.
حالت مطمئن پس از وقوع پيشامد (Secure Post-Contingency)؛ حالتي است كه در اثر وقوع پيشامد اعمال اصلاحي انجام شده است.

6. حالتهاي بهره برداري
با تنظيم توليد در واحدهاي 1 و 2؛ از پربار نمودن شبكه انتقال در اثر وقوع يك پيشامد ممانعت بعمل آمد.
برنامه هايي كه اين تنظيمات را براي متغيرهاي كنترلي در شرايط وقوع پيشامد تعيين مي كنند، SCOPF ناميده مي شوند.

7. حالتهاي بهره برداري
سه وظيفه اشاره شده (پايش سيستم؛ تحليل پيشامدها؛ و اعمال اصلاحي)؛ مجموعه اي از ابزارهاي بسيار پيچيده اي را تشكيل مي دهند كه مي توانند شرايط لازم براي بهره برداري مطمئن از سيستم قدرت را فرآهم آورند.

8. حالتهاي بهره برداري
حالت نرمال (Normal State): حالتي كه تمام بارها تامين شده است و قيود در محدوده مجاز قرار دارند
حالت هشدار (Alert State): بعضي از قيود به مرز رسيده اند، اما هنوز همه بارها تامين شده اند
حالت بازيابي (Restorative State): بخشي از بار قطع شده است و سيستم بايد به وضعيت نرمال برگردد
حالت بحراني (Emergency State): بعضي از قيود از مرز خارج شده اند؛ سيستم در حالتي است كه قابل تحمل نيست
حالت فوق بحراني- بار قطع شده؛ قيود نقض شده اند كه ممكن است به black out منجر شود.

9. Security Assessment / Control
Normal
SECURE
INSECURE
Restorative Control
EMERGENCY
RESTORATIVE
Emergency Control

10. System Operating States
Normal - Load and operating constraints satisfied
Emergency - Operating constraints not completely satisfied.
Restorative - Load constraints not completely satisfied.

11. عوامل مؤثربر امنيت سيستم قدرت
نتايج اتفاقاتي كه در سيستمهاي قدرت بهم پيوسته افتاد
بهره برداري از سيستم قدرت با هدف تامين برق مطمئن
ضمن اينكه سيستم قدرت با ملاحظات قابليت اطمينان بهره برداري مي شود، ملاحظات اقتصادي نيز در نظر گرفته شود. بنابراين
تامين برق مطمئن و اقتصادي
شرايط نامساعد جوي- خطاهاي نيروي انساني- عملكرد ناصحيح سيستم حفاظتي- طراحي ناصحيح ، برنامه تعميرات و ..
هنگام طراحي، سيستم قدرت به گونه اي طراحي مي شود كه با قطع يك تجهيز بتواند پيشامدهاي مهم را تحمل كند؛ اما عملاًً سيستم 100% قابل اعتماد نيست
بنابراين در شرايط بهره برداري نياز به روشهايي داريم تا تاثير خروج تجهيزات (توليد و انتقال) را بررسي نماييم

12. The NYISO Control Room System (transmission) Operator
Generation Dispatcher
Chief Operator (Shift Supervisor(
Intertie scheduler and Balancing Mkt

13. بررسي پيشامدها و تشخيص مسايل شبكه
توانهاي اكتيو و راكتيور ارسال شده در ابتداي خط به ترتيب: 43.8 مگاوات و 60.7 مگاوار
پخش بار حالت پايه در شبكه شش شينه

14. بررسي پيشامدها – قطع خط 3-5
افزايش بار خط 3-6 به 54.9 مگاوات
كاهش ولتاژ شين 5
تغيير توان عبوري از ساير خطوط انتقال وولتاژ بعضي از شينها

15. بررسي پيشامدها- قطع واحد توليد 3
جبران كمبود توليد توسط واحد 1

16. بررسي پيشامدها- قطع واحد توليد 3
جبران كمبود توليد توسط واحدهاي 1 و 2

17. الگوريتم بررسي پيشامدها با پخش بار ac
مدل سازي وقفه هاي انفرادي
زمان زياد براي محاسبات(سرعت حل از چالشها)

18. روش حساسيت شبكه
ضرايب حساسيت تغييرات تقريبي توان عبوري از شبكه انتقال را در اثر خروج يك تجهيز بدست مي دهند
ضريب جابجايي در توليد (Generation Shift Factors)
ضريب توزيع وقفه خطوط (Line Outage Distribution Factors)
ضريب جابجايي در توليد
فرض شده است كه تغيير در توليد شين i دقيقاً با تغييري در شين مبنا جبران گردد
چنانچه واحدي با توليد مشخص از مدار خارج شود، تغيير ايجاد شده در توان عبوري از خط انتقال l از رابطه زير بدست مي آيد:

19. روش حساسيت شبكه ضرايب توزيع وقفه خطوط
توان انتقالي از خطوط انتقال در اثر قطع يك خط انتقال از رابطه زير قابل تعيين است
با معلوم بودن ضرايب توزيع وقفه خطوط مي توان تغيير توان انتقالي را از خطوط انتقال محاسبه نمود.

20. بررسي پيشامدها با استفاده از ضرايب حساسيت
فرضيات
معلوم بودن خروجي هر واحد
معلوم بودن توان انتقالي از خطوط
معلوم بودن ضرايب حساسيت
جبران تمام كمبود توليد توسط شين مبنا

21. محاسبه ضرايب حساسيت شبكه
ضرايب جابجايي توليد

22. محاسبه ضرايب حساسيت شبكه
ضرايب توزيع وقفه خطوط

23. محاسبه ضرايب حساسيت شبكه

24. محاسبه ضرايب حساسيت شبكه

25. ضرايب حساسيت شبكه-مثال

26. ضرايب حساسيت شبكه-مثال
تغيير توان انتقالي خط L ‌ ناشي از قطع خط k

27. بررسي خروج واحد شين3 در توان انتقالي از خط 4-1
توان پايه در خط 4-1= 43.6 مگاوات
توليد پايه شين 3= 60 مگاوات
ضريب توزيع جابجايي توليد= -0.29

28. بررسي خروج خط 5-3 در توان انتقالي از خط 6-3
توان انتقالي پايه در خط 5-3= 19.1 مگاوات
توان انتقالي پايه در خط 6-3= 43.8 مگاوات
ضريب توزيع وقفه = 0.60
نتايج در هر دو حالت به نتايج پخش بار AC نزديك است

29. اصلاح توزيع بار
بهره بردار چه اقدامي را مي تواند در اثر وقوع يك پيشامد انجام دهد؟
بهره بردار مي تواند براي بهبود وضعيت اضافه بار اعمال زير را انجام دهد:
جابجايي در توليد
تعديل و تنظيم تبادل با سيستمهاي همسايه
تنظيم شيفت دهنده هاي فاز
كليد زني شبكه انتقال
بارزدايي
براي بهبود وضعيت ولتاژ:
تنظيم تحريك ژنراتورها
تنظيم اتصالات سر اتوترانسفورمرها
كليد زني منابع توليد توان راكتيو

30. اصلاح توزيع بار با استفاده از ضرايب حساسيت
جابجايي توليد
هدف: اصلاح توان انتقالي خط 6-3 از 43.8 به 40 مگاوات. تغيير لازم:
بنابراين براي كاهش توان خط 6-3 به اندازه 3.8 مگاوات بايد واحد شين 2 را در ليست افزايش و واحد شين 3 را در ليست كاهش قرار دهيم

31. استفاده از پخش بار متناوب در بررسي پيشامدها
آزمون تمامي پيشامدها

32. استفاده از پخش بار متناوب در بررسي پيشامدها
راه حل :محدود نمودن پيشامدها
انتخاب پيشامدهاي بد براي سيستم

33. استفاده از پيشامدهاي بد- مشكلات
درنظر گرفتن حالتهاي زياد در ليست كوتاه
صرف نظر نمودن از برخي از موارد بد از ليست كوتاه
مطرح شدن انتخاب پيشامد (Contingency Selection)

34. انتخاب پيشامد- روش 1P1Q پخش بار دكوپله
محاسبه دامنه و زاويه ولتاژ شينها براي يك تكرار
محاسبه توانهاي عبوري از شبكه
استفاده از مقدار بزرگ براي n در محاسبه PI (n=5)
مزيت: امكان محاسبه ولتاژها علاوه بر توانهاي عبوري

35. انتخاب پيشامد- روش 1P1Q-ادامه
مرتب نمودن PIهاي محاسبه شده به صورت نزولي
تحليل امنيت با اجراي پخش بار كامل براي پيشامدهايي كه در اولويتهاي بالا قرار دارند
اين كار براي تعداد معيني از پيشامدها انجام مي شود و يا اينكه تا جائيكه تعداد معيني از پيشامدها هيچ آلارمي را به دنبال نداشته باشند

36. تحليل پيشامد- آزادسازي متحدالمركز(Concentric Relaxation)
تاثير جغرافيايي پيشامد
(تقسيم سيستم به دو بخش متاثر شده و متاثر نشده از پيشامد)
لايه صفر (مربوط به شاخه قطع شده)
انتخاب تعدادي از لايه ها بصورت دلخواه و تحليل پيشامدها در لايه هاي منتخب
ولتاژ شينهاي موجود در لايه هاي بالا ثابت فرض مي شوند
حل كامل مسئله پخش بار
حل ساده
نياز به لايه هاي بيشتر براي مدارهايي خروج آنها اثرات زيادي بر شبكه دارد

37. الف ) طرح احداث مركز ديسپاچينگ شمال
الف ) طرح احداث مركز ديسپاچينگ شمال
سلسله مراتب ديسپاچينگ
بر اساس فلسفه بهره برداري ديسپاچينگ داراي سلسله مراتبي به شرح زير مي باشد:
ديسپاچينگ سطح صفر- ملي
ديسپاچينگ سطح يك-منطقه اي
ديسپاچينگ سطح دو - محلي
ديسپاچينگ سطح سه - توزيع

38. دياگرام سلسله مراتب ديسپاچينگ كشور
ملي SCC
سطح صفر
سطح يك
NAOC
TAOC
كرمان
اهواز
شيراز
تبريز
شمال
تهران
اصفهان
كرمانشاه
مشهد
C-MRDC
سطح دو
W-RDC
E-RDC
مركز مازندران
غرب استان
شرق گلستان
DCC
سطح سه

39. SYSTEM CONTROL CENTER_SCC
ديسپاچينگ ملي (سطح صفر)
SYSTEM CONTROL CENTER_SCC
وظايف:
-كنترل فركانس شبكه با مديريت توليد واحدهاي بزرگ
- حفظ پايداري شبكه سراسري
- پيش بيني بار و توليد مديريت
- برنامه ريزي اقتصادي توليد
- برنامه ريزي خاموشي و تعميرات اساسي واحدها

40. (ديسپاچينگ منطقه اي (سطح يك Area Operating Center - AOC
وظايف :
- كنترل و حفظ ولتاژشبكه انتقال
- كنترل بارمصرفي شبكه
- مديريت توليد واحدهاي كوچك
- نظارت بر شبكه انتقال منطقه
- هماهنگي با مراكز پايين دست

41. Regional Dispatching Center _ RDC
ديسپاچينگهاي محلي (سطح 2)
Regional Dispatching Center _ RDC
وظايف :
- كنترل و بهره برداري از شبكه فوق توزيع
- كنترل وبهره برداري از شبكه63 كيلوولت و پستهاي 63/20
- كنترل وبهره برداري از شبكه 132وكليه پستهاي 132/20
- كنترل و بهره برداري از طرف 20/33كيلو ولت