کنفرانس منطقه ای سیرد

صفحه اصلی / یازدهمین کنفرانس منطقه ای سیرد

تنظیم ولتاژ در فیدرهای توزیع با کنترل دو مرحله‌ای تپ-چنجر و منابع ذخیره‌ساز انرژی در حضور نیروگاه‌های خورشیدی توزیع شده

نویسندگان :

عباسعلی جوان¹ الهام صادقی² امین سعادت³

1- دانشگاه جامع علمی کاربردی اصفهان 2- دانشگاه علم وفناوری مازندران 3- دانشگاه اصفهان

کلمات کلیدی :

تنظیم ولتاژ،قابلیت اطمینان،تپ-چنجر،توان راکتیو کنترل شده،اینورترهای خورشیدی،ذخیره‌سازهای انرژی،کنترل OLTC،کنترل BESS

چکیده :

با گسترش آلودگی‌های زیست‌محیطی، استفاده از نیروگاه‌های خورشیدی در شبکه‌های الکتریکی با استقبال مناسبی روبرو شده است. رشد سریع استفاده از این منابع، مشکلاتی را برای شبکه‌های توزیع به وجود آورده است که مهمترین آن‌ها عبارتند از تنظیم ولتاژ، قابلیت اطمینان، حفاظت و کیفیت توان. در این میان، تنظیم ولتاژ از مهمترین نگرانی‌های بهره‌برداران شبکه‌های توزیع است که آن‌ها را ملزم می‌کند که ولتاژ تحویلی به مشترکین را در محدوده‌ی مجاز حفظ کنند. با اضافه شدن نیروگاه‌های خورشیدی، این امکان وجود دارد که توان در ساعات پیک تولید آن‌ها، در جهت معکوس حرکت کند و منجر به اضافه ولتاژ فیدر گردد. این اضافه ولتاژ به همراه عدم قطعیت در تولید آن‌ها، مسئله‌ی تنظیم ولتاژ را با چالش روبرو کرده است. بدین ترتیب، استفاده از روش‌های سنتی همچون بکارگیری تپ-چنجرهای قابل تغییر زیر بار (OLTC) با توجه به سرعت پایین و محدودیت در عملکرد آن‌ها کفایت نمی‌کند . روش‌های مختلفی برای تنظیم ولتاژ در حضور نیروگاه‌های خورشیدی پیشنهاد شده است. یکی از این روش‌ها، استفاده از توان راکتیو کنترل شده اینورترهای خورشیدی می‌باشد [2-4]. اما این روش‌ها با توجه به نیاز به اینورتر با ظرفیت بالاتر اقتصادی نمی‌باشد. یکی دیگر از روش‌های تنظیم ولتاژ، کنترل و محدودسازی توان اکتیو نیروگاه‌های خورشیدی است. اما با توجه به از دست رفتن توان تولیدی نیروگاه‌های خورشیدی، این روش بیشتر برای شرایط اضطراری کاربرد دارد تا اینکه به عنوان یک روش بلند مدت مورد استفاده قرار گیرد. با کاهش هزینه‌ها و افزایش طول عمر ذخیره‌سازهای انرژی مبتنی بر باتری (BESS)، استفاده از این منابع در کنار نیروگاه‌های خورشیدی برای کنترل توان اکتیو نیروگاه‌های خورشیدی یک راه‌حل عملیاتی می‌باشد. در روش‌های موجود یا هماهنگی عملکرد تجهیزات سنتی تنظیم ولتاژ را درنظر نگرفته‌اند و یا برنامه‌ریزی پیشنهادی به گونه‌ای است که BESS به طور مداوم مورد استفاده قرار می‌گیرد که منجر به کاهش طول عمر آن‌ها می‌گردد. در این مقاله یک روش کنترلی دو مرحله‌ای ارائه شده است که در مرحله اول آن، OLTC به صورت متمرکز کنترل شده و در ادامه منابع BESS با توجه به سیگنال‌های محلی ولتاژ به تنظیم ولتاژ کمک می‌کنند. بدین ترتیب با توجه به عملکرد سریع BESS، سرعت پاسخ به تغییرات ولتاژ سریع خواهد بود. علاوه بر این، هماهنگی عملکرد بین OLTC و BESS با استفاده از بهینه‌سازی چندهدفه، منجر به کاهش دفعات استفاده از هر کدام از آن‌ها می‌شود تا طول عمر باقیمانده‌ی آن‌ها کاهش نیابد.