انرژی نو

هر چند مشکل بالا رفتن سهم انرژیهای نو در کشورهایی مثل اتریش ، آلمان و ایتالیا از سالها پیش منجر به وضع مقرراتی شده بود که فرکانس ۵۰.۲ هرتز نامیده می شد، اما مشکلات ناشی شده از پیش بینی ناپذیری و نقص سیستم کنترل انرژیهای نو باعث شد تا شبکه آلمان در ۸ می ۲۰۱۶ با وضعیت خطرناکی مواجه شوند. در این روز آفتابی و بادی در آلمان، تولید انرژیهای تجدید پذیر در آلمان به بیشترین مقدار خود رسید و تمامی نیروگاههای بزرگ به استثنای ۶ نیروگاه هسته ای که به دلایل مسائل ایمنی توان آنها از حد معینی قابل کاهش نبود، از مدار خارج شدند. در این روز سهم انرژیهای تجدید پذیر از کل تولید به بیش از ۹۰% رسید و قیمتهای برق برای اولین بار در تاریخ جهان منفی شد. به عبارت دیگر به مشترکین به ازای مصرف انرژی پول هم پرداخت شد. ناتوانی شبکه در کنترل فرکانس و احتمال تریپ رله های فرکانسی نیروگاههای اتمی تا ساعاتی موجب وحشت در آلمان شده بود، به نحوی که تمامی رسانه ها مردم را دعوت به مصرف برق بیشتر می کردند.

یکی از مباحث مهم در  تدوین استراتژی توسعه انرژیهای نو توجه به انتخاب سیستم کنترل مناسب برای آنهاست. سیستم کنترل مبدل تمامی مولدهای تجدید پذیر بر مبنای حداکثر نمودن توان خروجی طراحی شده است تا بیشترین سود را برای تولیدکنندگان برق به همراه داشته باشد. برای مثال ، مبدل نیروگاههای فتوولتاییک بر اساس آلگوریتم MPPT کار می کنند که یک کنترل جریانی برای تولید بیشترین توان خروجی است و تولید توان رآکتیو در این مولدها صفر است. استفاده از چنین سیستمی در شرایطی مناسب است که سهم تولیدی انرژیهای نو همیشه کمتر از ۳۰ درصد کل تولید نیروگاههای کنترل پذیر یا قابل Dispatch باشد تا در صورت نیاز، این نیروگاهها نسبت به کنترل فرکانس و ولتاژ در مقادیر مجاز اقدام کنند. بعلاوه این نوع کنترل اثری در تنظیم پروفیل ولتاز شبکه ندارد. لیکن با افزایش سهم مولدهای انرژی نو، باید سیستمهای کنترل آنها قابلیت Grid Support پیدا کند و مجهز به کنترل Droop قابل تنظیم توسط کنترل ثانویه یا همان اپراتور شبکه توزیع شود. به طور کلی کنترل مبدلهای مولدهای انرژی نو به ۴ دسته زیر تقسیم شده است  که کنترل Grid Feeding خالص از نوع جریانی و Grid Forming خالص از نوع ولتاژی است.

۱- Grid Feeding

۲- Grid Support Grid Feeding

۳-Grid Forming

۴-Grid Support Grid Forming

طراحی و برنامه ریزی کنترلهای Grid Support برای نیروگاههای بزرگ مقیاس می تواند کنترل پذیری شبکه را بهبود داده و از بروز مشکلات بعدی در کنترل ولتاژ و فرکانس جلوگیری نماید. به خصوص تدوین آیین نامه های الزام آور برای ساختمانها در زمینه نصب سیستمهای خورشیدی، باید در راستای یک استراتژی مناسب و پیش بینی شده باشد . درست است که استفاده از انرژیهای تجدید پذیر منافع زیادی دارد، ولی استفاده گسترده از آنها نباید  ساده انگارانه و بدون انجام مطالعات مورد نیاز بر روی ولتاژ و فرکانس شبکه باشد (این ساده انگاری در صحبتهای مقامات عالی رتبه وزارت نیرو مشهود است).

کنترل فرکانس و ولتاژ میکروگرید با استفاده از ذخیره ساز

انجام شبیه سازی و پایان نامه در زمینه میکروگرید شماره تماس [phone]

این مقاله، نقشی را که یک سیستم ذخیره یACمی توانددر کنترل فرکانس و ولتاژ میکروگرید ایفا نماید، بررسی میکند. میکروگرید مورد مطالعه، بخشی از یک شبکه ی توزیع شعاعی با ولتاژ متوسط است و شامل دو نوع واحد تولید پراکنده می باشد؛ واحدهای گازی و یک واحد فوتوولتاییک .با توجه به نوع واحدهای تولیدی موجود در میکروگرید، از یک سیستم ذخیره یACاستفاده شده است تا با به کارگیری یک طرح کنترل اولیه ی فرکانس و ولتاژ، رفتار دینامیکی میکروگرید به گونه ای تغییر یابد که نیاز بارهای حساس درون میکروگرید برآورده شود. دو سناریوی مختلف در قالب جزیره سازیِ برنامه ریزی نشده و جزیره سازی عمدی در نظر گرفته شده اند تا پاسخ میکروگرید به اغتشاش های وارده بررسی شود. در نهایت رفتار دینامیکی میکروگرید، با حالتی که میکروگرید فاقد سیستم ذخیره یACباشد مقایسه شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که سیستم ذخیره یACو طرح کنترل آن، به خوبی پاسخگوی معیارهای لازم برای بارهای حساس می باشد

کنترل ولتاژ و فرکانس در حالت عملکرد جزیره ای ریزشبکه

انجام شبیه سازی و پایان نامه مرتبط با ریزشبکه  شماره تماس [phone]

از مهم ترین مزایای استفاده از ریزشبکه کاهش فاصله تولید با مصرف و قابلیت اطمینان است. یکی از ریزشبکه هایی که در سال های اخیر بسیار موردتوجه قرارگرفته، سیستم ترکیبی باد دیزل است. با توجه به اینکه سرعت باد و توان تولیدی ژنراتور متصل به توربین بادی متغیر است، در این شبکه ها مقدار تولید توان غیرقابل پیش بینی خواهد بود. استفاده از یک سیستم ذخیره ساز انرژی باتری در این شبکه ها و کنترل آن می تواند تا حدودی این خلأ را پر کند. بطوریکه در زمان افزایش تولید ، سیستم ذخیره ساز توان را مصرف و باتری را شارژ می کند و همچنین در زمان کاهش تولید ، سیستم ذخیره ساز به شبکه توان می دهد و باتری ها دشارژ می شوند. از دیگر چالش های این شبکه ها زمانی است که توان تولیدی ژنراتور متصل به توربین بادی از توان مصرفی مجموعه بار بیشتر شود و این پدیده سبب برگشت توان به دیزل ژنراتور و ناپایداری شبکه می گردد که این نقیصه را کنترل کننده پیشنهادی در این پایان نامه برطرف می کند. استفاده از سیستم ذخیره ساز انرژی باتری در شبکه های ترکیبی دیزل باد خود همراه با مشکلات فراوانی خواهد بود. چون شرایط شبکه دائم در حال تغییر است . ممکن است در زمان نیاز، باتری ها شارژ نامناسب برای هدف موردنظر داشته باشند . کنترل کننده پیشنهادی در این پایان نامه با در نظر گرفتن توان تولیدی، حالت های شارژ، فرمان های مختلف و متناسب با شرایط شبکه صادر می کند و در صورت کمبود توان تولیدی و نداشتن شارژ باتری به بارهای غیر حساس با اولویت تعیین شده فرمان خروج از شبکه می دهد. به طورکلی کنترل کننده پیشنهادی با در نظر گرفتن اولویت تولید و مصرف تمام خلأهای اشاره شده را با مدیریت توان تولیدکننده ها و مصرف کننده ها برطرف می سازد