23937

به كارگيري بهينه بهساز يكپارچه كيفيت توان باز با درنظرگرفتن تجديد پيكربندي در شبكه توزيع

دكتراي تخصصي

مهندسي برق - قدرت

1393

14/11/1399

دكتر عليرضا جليليان

مهندسي برق

در سال‌هاي اخير با افزايش اهميت كيفيت توان در شبكه¬هاي توزيع، استفاده از فيلترهاي فعال و تركيبي جهت بهبود شاخص¬هاي كيفيت توان موردتوجه قرار گرفته است. بهساز يكپارچه كيفيت توان باز اخيراً به‌عنوان فيلتر تركيبي فعال با قابليت جبران¬سازي هم‌زمان ولتاژ و جريان پيشنهاد گرديده است. اين جبران¬ساز از يك واحد سري و چند واحد موازي تشكيل شده و وظيفه جبران¬سازي هم‌زمان ولتاژ و جريان در محل نصب را برعهده دارد. با استفاده از بسترمخابراتي فراهم شده، انتقال فرمان بين واحد¬هاي سري و موازي با هدف بهبود وضعيت شاخص¬هاي بهره¬برداري شبكه انجام مي¬گيرد. واحد سري مسئوليت مقابله با افزايش/ كاهش دامنه ولتاژ شبكه را به عهده دارد. در اين رساله، با هدف بهبود قابليت جبران-سازي ولتاژ توسط واحد سري، روش پيشنهادي مبتني بر مشاركت واحدهاي موازي در جبران¬سازي فروافتادگي ولتاژ ارائه شده است. جذب يا تزريق توان راكتيو توسط واحدهاي موازي، تعيين‌كننده ضريب قدرت در محل واحد سري در شبكه بوده و براين‌اساس، راهبرد عملكرد واحدهاي موازي به‌گونه‌اي تعيين گرديده است تا محدوديت جبران¬سازي ولتاژ با استفاده از تزريق توان راكتيو توسط واحد سري بهبود يابد. همچنين، در شرايط حضور سيستم ذخيره¬ساز در محل واحد سري، امكان تزريق توان¬هاي اكتيو و راكتيو جهت جبران¬سازي مشكلات ولتاژ فراهم مي¬گردد. باتوجه‌به نياز واحد سري به تزريق توان اكتيو جهت مقابله با فروافتادگي¬هاي ولتاژ شديد، در اين رساله راهبرد عملكرد واحد سري با هدف مديريت شارژ / دشارژ سيستم ذخيره¬ساز به‌گونه‌اي پيشنهاد گرديده است تا اولويت جبران¬سازي ولتاژ، تزريق توان راكتيو بوده و در صورت نياز، از شارژ سيستم ذخيره¬ساز جهت تزريق توان اكتيو استفاده گردد كه اين موضوع منجر به حداقل شدن ظرفيت نامي جبران¬ساز مي¬شود. عملكرد بهينه جبران¬ساز در شبكه توزيع مستلزم به‌كارگيري آن در محل و زمان مناسب در طول دوره بهره¬برداري مي¬باشد. براين‌اساس، برنامه¬ريزي شبكه توزيع در حضور جبران¬ساز يكپارچه كيفيت توان باز به‌گونه‌اي طراحي شده تا اهداف فني و اقتصادي در نظر گرفته شده بهينه گردند. از طرفي باتوجه‌به ماهيت متغير بارهاي شبكه، به¬منظور بهره¬برداري بهينه شبكه در شرايط مختلف، بهره¬بردار اقدام به تغيير آرايش شبكه با استفاده از كليد¬هاي مانوري فراهم شده مي¬نمايد كه لحاظ نمودن حضور آنها در مطالعات شبكه¬هاي توزيع امري حائز اهميت مي¬باشد. در اين رساله با هدف بهبود پارامترهاي كيفيت توان، اقدام به به‌كارگيري هم‌زمان دو ابزار فوق (بهساز يكپارچه كيفيت توان باز و تجديد پيكربندي شبكه) شده است. نتايج حاصله، نشان¬دهنده تأثير روش پيشنهادي در بهبود شاخص¬هاي كيفيت توان شبكه توزيع مي¬باشد.

1400/03/29

Optimum Utilization of Open-UPQC in Distribution Network Reconfiguration

2/3/2022 12:00:00 AM

Increase in the importance of power quality in recent years leads to utilization of active and hybrid power filters to improve distribution network power quality indices. Recently, Open-UPQC has introduced as a hybrid power filter which is capable of both current and voltage compensation. OUPQC comprises of a single series unit (SEU) and multiple shunt units (SHUs) which improves the voltage and current in installation location. Compensation commands are transmitted through communication infrastructure of smart grids aiming to improve operational characteristics of the network. SEU is responsible to compensate the voltage sag / swell phenomena of the network voltage. In this thesis, a compensation strategy is proposed in which the SHUs are contributed to the voltage compensation. Injected / absorbed reactive power determines the power factor value in the SEU installation location. Hence, the proposed method determines the reactive power set point of SHUs to improve the compensation limit of SEU. Integration of storage system (SS) to SEU, provides the active power injection capability in voltage sag condition. Considering the need for active power injection in severe voltage sag events, in this paper a new operational strategy is proposed aiming to manage the charge / discharge status of SS. In the proposed method, compensation of voltage difficulties are performed using reactive power is of priority. Hence, the capability of active power injection for voltage compensation would be available most of the time. Such an operational strategy results in minimization of required VA rating of OUPQC. Optimum utilization of OUPQC in distribution network requires the optimum installation time and location. Hence, in this thesis, distribution network planning algorithm in presence of OUPQC is performed aiming to minimize the cost/ benefit ratio. In the planning strategy, the technical and economic objectives are considered. On the other hand, in order to achieve the best operational condition, network operator modifies the network configuration using tie and sectionalizing switches considering the changing nature of distribution loads. Therefore, consideration of the switches are of importance in the distribution network planning stage. In this thesis, simultaneous planning of OUPQC and network switches are performed aiming to achieve better objective function value. The results confirm that utilization of proposed method leads to improve the power quality and operational characteristics of the network.

كيفيت توان , فروافتادگي ولتاژ , هارمونيك , شبكه توزيع , تجديد پيكربندي , جبران¬ساز يكپارچه كيفيت توان باز , سيستم ذخيره¬ساز

Power Quality , Voltage Sag , Harmonics , Distribution Networks , Reconfiguration , Open-UPQC , Storage System