19003

۱۹۰۰۳

برنامه ريزي كليدزني خازن ها در پست هاي فوق توزيع در حضور هارمونيك ها

كارشناسي ارشد

قدرت - سيستم هاي قدرت

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۳/۲۰

دكتر سيد محمد شهرتاش

دكتر عليرضا جليليان

برق

بهره¬برداري كنوني از بانك¬هاي خازني شبكه فشار متوسط برق ايران منصوبه بر روي سمت 20 كيلوولت ترانسفورماتورهاي فوق توزيع به اين صورت است كه با تعريف مقدار آستانه¬اي برابر با ظرفيت نامي هر پله بانك خازني، زمانيكه توان راكتيو مصرفي بار به اين مقدار آستانه برسد، پله خازني وارد مدار مي¬شود و در صورت كاهش توان راكتيو بار به كمتر از مقدار آستانه، پله بانك خازني خارج مي¬شود. در حاليكه در بازه زماني زيادي از سال در شرايط ميانباري، توان مصرفي بار كمي كمتر از ظرفيت نامي پله بانك خازني است و عدم ورود خازن منجر به افزايش تلفات در شبكه مي¬شود. لذا نياز به روشي كه برنامه¬ريزي كليدزني خازن¬ها و ترانسفورماتور را به صورت محلي و هماهنگ در پست¬هاي فوق توزيع انجام دهد، از سوي دست اندركاران صنعت برق اعلام گرديده است. بر اساس اين نياز در اين پايان¬نامه الگوريتمي براي ورود و خروج خازن¬ها در شين 20 كيلوولت و در ادامه تنظيم تپ¬چنجر ترانسفورماتورها در شبكه فوق توزيع، ارائه شده است كه بدون نياز به پخش بار در كل شبكه و صرفا با داده¬هاي محلي با قابليت پياده¬سازي آسان و دقت كافي منجر به كنترل بهينه توان راكتيو و ولتاژ در شبكه ميگردد. بر خلاف روش¬هاي موجود سراسري براي تعيين ديسپاچينگ بهينه بانك¬هاي خازني كه از حجم بالايي از اطلاعات موجود در سيستم قدرت جهت تصميم¬گيري استفاده مي¬كنند، در اين پايان نامه روشي ارائه گرديده است كه با استفاده از داده¬هايي كه در يك پست فوق توزيع مي¬توان به آنها دسترسي داشت و با كمك آثاري كه پست¬هاي مجاور و شبكه بالادست بر روي توان¬هاي راكتيو ورودي و خروجي از پست مورد بررسي دارند، تركيب خازني بهينه را براي كمينه سازي سراسري تلفات تعيين نمود. اطلاعات مورد نياز جهت تصميم¬گيري ورود و خروج خازن¬ها شامل ولتاژ در پايانه kV 20 و kV 63، توان راكتيو ورودي و خروجي بر روي خطوط بالادست متصل به پست، توان راكتيو مصرفي بار و منحني بار آفلاين پست مجاور مي¬شود. شبيه¬سازي¬ها در بخشي از شبكه فوق توزيع ايران مربوط به استان البرز انجام گرفته است. نتايج حاصل از اجراي روش پايان نامه نشان از دقت مناسبي در كمينه¬سازي تلفات و كنترل ولتاژ است. از ديگر نكات قابل توجه براي بهره¬برداري بانك¬هاي خازني، عدم تقويت مولفه¬هاي هارمونيكي و وقوع تشديد بر اثر كليدزني خازن¬ها و صفر شدن بخش موهومي امپدانس معادل از ديد باسبار بانك خازني است. در اين پايان¬نامه به صورت محاسبات آنلاين تنها با استفاده از داده¬هاي محلي، سطح اتصال كوتاه و نسبت R/X شبكه بالادست و قرارگيري مدل تونن شبكه بالادست در انتهاي خطوط، پاسخ فركانسي از ديد باسبار بانك خازني محاسبه مي¬شود و نهايتا با درنظرگيري حد مجاز 5 درصد براي اعوجاجات كل هارمونيكي ولتاژ در باسبار بانك¬خازني حد مجاز براي جريان¬هاي هارمونيكي تزريقي تعيين مي¬شود و در صورت فرارفتن از حد مجاز، از ورود خازن جلوگيري مي¬شود.

1397/04/02

Innovative optimal switching scheduling of capacitor banks using local data in medium voltage network of IRAN in the Presence of Harmonics

6/10/2018 12:00:00 AM

Shunt capacitor banks can generate the reactive power and therefore it is not necessary to supply all reactive power demands and losses by the feeding substation in a sub-transmission network. Thus, there is a possibility to minimize the loss associated with the reactive power flow through sub-transmission system by optimal switching scheduling of capacitor banks in distribution substations. In many cases the procedure for these capacitor banks operation is done by defining a threshold value usually equal to the reactive power of the capacitor bank per step. In other words, when the reactive power of load becomes larger than the threshold value (capacitor nominal capacity per step) the capacitor bank will be increased one step, and if it becomes lower than the threshold value the capacitor bank will be reduced manually. Most of the time in a year, the demand is slightly lower than the threshold value (medium load level), so thus according to this procedure (traditionally used in utility) no change in capacitor banks will be applied, resulting in high losses in the sub-transmission network. In fact, The most important issue in power system designing and operating is minimizing losses and costs. Unlike existing methods which use a large amount of data across the entire network to determine optimal dispatch of shunt capacitors, this thesis introduces a method for optimal switching of capacitors only by using local data including voltage and current magnitude, outgoing/incoming reactive powers, and reactive load of transformer. The scheduling is carried out for different parts of Alborz Province MV network in IRAN. Simulation results show an acceptable accuracy in optimal dispatch of capacitors. The proposed algorithm of this thesis which, if executed in each substation, calculates the optimal capacitor without the need to receive any other information from other substations and minimizes the total losses of the sub-transmission network.