عملکرد ریزشبکه DC به صورت ماشین سنکرون مجازی

در سال های اخیر با توجه به بحران های زیست محیطی و کمبود منابع فسیلی, استفاده از منابع تجدیدپذیر شایان توجه است. استفاده از منابع تجدیدپذیر در سیستم قدرت, تولید را غیرمتمرکز کرده و با توجه به طبیعت متغیر این منابع, نوسانات زیادی در شبکه اضافه شده اند. ریزشبکه های DC به عنوان شبکه قدرت کوچک, امکان استفاده و کنترل این منابع را در سمت توزیع آسان کرده اند. نفوذ زیاد منابع تجدیدپذیر مبتنی بر مبدل های الکترونیک قدرت, اینرسی و میرایی را کاهش داده اند؛ بنابراین, سیستم های جدید به اغتشاشات حساس تر شده اند و حاشیه پایداری سیستم کاهش یافته است. در این مقاله از ریزشبکه DC متصل به شبکه AC مجهز به ماشین سنکرون مجازی به منظور مدیریت توان خودکار ریزشبکه DC و شبکه AC و تحلیل نقش اینرسی مجازی در پایداری سیگنال کوچک استفاده شده است. شبکه تحت حالت ها و اینرسی های مختلف برای تایید روش مذکور بررسی و تایید شده است. در این روش با استفاده از پاسخ مبدل منبع ولتاژ و با طراحی مناسب کنترل افتی دوگانه کنترل کننده های ولتاژ, فرکانس و توان اکتیو خروجی, پشتیبانی لازم برای تنظیم فرکانس سیستم در مواجهه با اغتشاشات فراهم می شود و پایداری شبکه در شرایط مختلف بهبود می یابد.

لزوم استفاده از میکروگرید

انجام شبیه سازی و پایان نامه مرتبط با میکروگرید َAC  و DC  شماره تماس [phone]

تامین برق در شبکه های سنتی، توسط نیروگاه های بزرگ که به صورت متمرکز در نقاط مشخصی قرار گرفته اند، انجام می شود. انرژی تولید شده باید توسط شبکه های انتقال و توزیع به نقاط مصرف انتقال داده شود. سیستم قدرت فوق دارای اشکالات بسیاری است که از آن جمله می توان به کاهش قابلیت اطمینان و دسترس پذیری در اثر فرسوده شدن زیر ساخت های سیستم الکتریکی و تحمیل هزینه های زیاد تلفات در انتقال انرژی به نقاط بار اشاره کرد.

با رشد مصرف الکتریکی و تقاضا برای کیفیت بالاتر برق مصرفی، صنعت برق به سوی استفاده ازفناوری های جدید سوق یافته است. از سوی دیگر روند روبه رشد خصوصی سازی، رقابتی شدن بازار برق و تبدیل سرمایه-گذاران بزرگ به سرمایه گذاران کوچک، مدیران صنعت برق را بر این می دارد تا بیش از پیش به افزایش توان تولیدی و تجهیزات شبکه با حداکثر بازدهی انرژی و حداقل هزینه بهره برداری توجه کنند.

 

 استفاده از فن آوری تولیدات پراکنده برای تولید برق، یکی از راه هایی است که اکنون برای پوشش چالش های پیش رو به ویژه دغدغه های زیست محیطی پیشنهاد می شود. محدودیت سوخت های فسیلی و آلودگی هوا از مشوق های اصلی گسترش این فناوری است. تولید برق در نزدیکی محل مصرف، علاوه بر کاهش تلفات در سیستم، می تواند انعطاف بیشتری برای ارائه خدمات گوناگون به مصرف کنندگان پدید آورد.

با افزایش نفوذ منابع تولید پراکنده در شبکه های برق و با در نظر داشتن فن آوری های مختلف، عدم قطعیت های انواع تجدید پذیر آن و همچنین تبدیل شدن شبکه های توزیع غیر فعال به شبکه های توزیع فعال، چالش های عمده ای برای طراحی سیستم های قدرت در آینده مطرح می شود.

یکی از دیدگاه هایی که برای افزایش موثر مشارکت این منابع پیشنهاد می شود، تجمیع این منابع با اهداف رویت پذیری، ارتباط مناسب میان این منابع و شبکه برق و همچنین کنترل هر چه کاراتر این منابع است. یکی از روش های تجمیع منابع تولید پراکنده، مفهومی نوین به نام ریزشبکه است.

ریزشبکه ها، شبکه های توزیع فعال ولتاژ پایین و یا ولتاژ متوسطی هستند که از مجموعه ای متشکل از بارها، منابع تولید پراکنده و ادوات کنترلی تشکیل شده است. به دلیل استقلال در بهره برداری، این شبکه ها می توانند از شبکه اصلی جدا شده و به صورت جزیره ای بهره برداری شوند. در واقع هدف عمده شکل گیری این شبکه ها مسائل فنی مرتبط با افزایش قابلیت اطمینان و کیفیت برق تحویلی به مصرف کنندگان است.

از این رو ریزشبکه از دید شبکه های بالا دست یک عنصر با ویژگی دو گانه است که گاهی بار و گاهی منبع تولید تلقی می شود. استقلال در بهره برداری از ویژگی های اصلی ریزشبکه ها است. وظایفی را متوجه بهره بردار ریزشبکه می کند. بهره بردار ریزشبکه موظف به حفظ امنیت این شبکه ها و تامین خدمات جانبی مورد نیاز برای بهره برداری ایمن از آن ها است.

از طرف دیگر باید مشوق های لازم از دیدگاه اقتصادی برای منابع تولید انرژی ایجاد گردد که چنین شبکه هایی با نفوذ بالای منابع تولید پراکنده، قابلیت تشکیل داشته باشند. باید توجه داشت که شرکت منابع تولید پراکنده به صورت انفرادی در بازارهای برق و خدمات جانبی مرتبط، محدودیت هایی به لحاظ اقتصادی و فنی ایجاد می کند که با تجمیع آن ها در ریزشبکه، این محدودیت ها تا حدودی مرتفع می شود.

در آینده با توسعه ریزشبکه ها، شبکه های توزیع فعالی متشکل از ریزشبکه ها و منابع تولید پراکنده و بارهای قابل قطع و غیر قابل قطع شکل می گیرند. این شبکه ها که در منابع با نام ریزشبکه چندگانه هم نامیده می شوند. خود باید استراتژی های لازم برای بهره برداری مستقل از شبکه های بالادست را به اجرا بگذارند. در واقع بهره برداران ریزشبکه های چند گانه باید ساز و کارهای فنی و اقتصادی لازم برای استفاده بهینه از منابع را فراهم آورند.

با این دیدگاه بهره بردارهای ریزشبکه و ریزشبکه چند گانه موظف به اجرای مجموعه وظایفی هستند که ضمن تضمین امنیت سیستم، رضایت را برای اعضای شبکه خود به همراه آورند. به این منظور باید برنامه ریزی با هدف رضایت منابع و بارهای کل سیستم تحت کنترل خود را با در نظر گرفتن تمامی قیود فنی و اقتصادی و همچنین ارتباط بالقوه با بازارهای بالادست را به اجرا بگذارند.