ریزشبکه (میکروگرید)

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

ریز شبکه که به آن Microgrid نیز می گویند، شامل مجموعه ای از تولید پراکنده نظیر توربین بادی، دیزل ژنراتور، پیل سوختی و سیستم فتوولتاییک، سیستم ذخیره انرژی و بارها بوده که قابلیت کنترل داشته و تامین کننده توان الکتریکی و در صورت نیاز گرمایی می باشد و می‌تواند به صورت اتصال به شبکه و یا عملکرد جزیره‌ای مورد بهره‌برداری قرار گیرد. ریزشبکه دارای منافع زیادی هم برای مصرف کننده و هم برای شرکت‌های تولید برق خواهد داشت. از دید مصرف‌کننده ریزشبکه قابلیت فراهم ساختن همزمان برق و حرارت، افزایش قابلیت اطمینان، کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، بهبود کیفیت را دارد و از دید شرکت‌های برق، بکارگیری ریزشبکه‌ها،باعث کاهش دیماند مصرفی و بنابراین کاهش تسهیلات توسعه خطوط انتقال، و علاوه بر آن عامل حذف نقاط اوج مصرف خواهد بود که در نتیجه از تلفات شبکه نیز کاسته می‌شود.

همچنین 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. وجود شبکه های گسترده ی انتقال انرژی الکتریکی از نقاط دوردست به مراکز مصرف، یکی از شاخصه های شبکه های برق جهان است.این چیدمان شبکه، مشکلات و مصائب فراوانی مانند تلفات انرژی الکتریکی در مسیر های طولانی و همچنین تهدید پایداری شبکه را سبب می شود.از طرفی وجود شبکه های توزیع که تنها از طریق این شبکه های انتقال تغذیه می شوند، همواره این شبکه ها را در معرض خاموشی و ناپایداری قرار می دهد. یکی از راهکارهای پیش رو برای غلبه براین مشکلات، استفاده از منابع انرژی پراکنده می باشد. 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. 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. در هنگام اختلال و آشوب در شبکه، ریزشبکه از شبکه ی توزیع جدا شده و جزیره ی حاصل از اختشاش موجود در شبکه ی برق ایزوله می گردد. این توانایی در ایجاد جزیره هایی مجزا که تولید و مصرف را در خود دارند باعث افزایش قابلیت اطمینان نسبت به شبکه های متداول می شود و از طرفی باعث ارایه ی خدمات بهتر، ارتقای کفیت توان و امنیت بالا به مشترکین می گردد.

منابع انرژی پراکنده منابع انرژی پراکنده در شبکه ی توزیع شرکت های توزیع نیروی برق، واقع می شوند. با این کار، دیگر به خطوط انتقال جهت ارسال توان الکتریکی از نیروگاه های دور دست به مراکز، نیاز نیست. منابع انرژی پراکنده شامل: تجهیزات تولید انرژی الکتریکی از منابع انرژی تجدید پذیر مانند باد، خورشید، امواج دریا، گرمای اعماق زمین، حرکت آب در رودخانه ها و غیره ، تجهیزات ذخیره انرژی مانند باتری خانه ها، PHEV ها و دیگر تجهیزات هستند. از این تجهیزات هم می توان به صورت توزیع شده در شهرها و مراکز مصرف و هم به صورت مجتمع و در کنار هم به صورت یک مزرعه از صفحات خورشیدی، توربین های بادی و غیره که امکان تولید حجم انبوهی از انرژی الکتریکی را دارد، استفاده کرد. مدل حاکم بر شبکه قدرت، این گونه است که انرژی الکتریکی در نیروگاه های بزرگ و با توان زیاد تولید می گردد و از طریق خطوط انتقال طولانی با ولتاژ های بالا به مراکز مصرف و بار منتقل می شود. در مراکز مصرف، سطح ولتاژ کاهش می یابد و این انرژی از طریق شبکه های توزیع بین مشترکان تقسیم می گردد. با گسترش این شبکه ها و افزایش مشترکان، این شبکه ها در نقاط مختلف منطقه ای، ملی و بین المللی به هم متصل می شوند. این طرح فناوری اطلاعات، خدمات الکترونیکی تقریباً کم هزینه و مطمئنی را در نقاط شهری و مترا کم در طول سالیان متمادی به ارمغان می آورد.

ریزشبکه ها مزایای فراوانی برای مصرف کنندگان به ارمغان می آورند که از آن جمله می توان بهبود قابلیت اطمینان با تأمین توان مطمئن، توسط خود جزیره در مدت زمان خاموشی و بهبود کیفیت توان را نام برد. علاوه بر آن ریزشبکه ها باعث کاهش تلفات با کوتاه کردن فاصله ی تولید و مصرف و مدیریت خاموشی می شوند و فرآیند تعمیر و نگهداری را بسیار آسان می کنند، همچنین با استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر و انرژی های نو و پاک و فناوری های ذخیره ی انرژی مزایای فراوانی نصیب جامعه می گردد. سامانه کنترل ریزشبکه ها به گونه ای طراحی شده است که با ایمنی و امنیت بسیار زیاد فعالیت های سامانه را در دو حالت : کار به صورت جزیره ای و کار به عنوان بخشی از شبکه ی توزیع یک شرکت توزیع نیروی برق، کنترل و حمایت می کند. این سامانه ی کنترل می تواند بر پایه یک سامانه کنترل مرکزی شکل گرفته باشد و یا به صورت پراکنده در هر جزیره ی تشکیل دهنده ی ریزشبکه ایجاد گردد. هنگامی که جزیره از شبکه ی اصلی قطع می شود، سامانه ی کنترل باید سطح ولتاژ محلی و فرکانس تولید را کنترل کند و تفاوت میان تولید و مصرف توان اکتیو و راکتیو را در جزیره محاسبه و اقدامات لازم را جهت پایداری شبکه انجام دهد و ریزشبکه را در مقابل خطاها، رخدادها، خاموشی و حوادث حفظ کند و مصرف مشترکان را در بهینه ترین حالت حفظ نماید. اما به دلایلی شرکت های توزیع نیروی برق حرکت به سمت ریزشبکه ها را در حال حاضر به صلاح نمی دانند برخی از این دلایل در ادامه ذکر شده اند: - مسایل و مشکلات مربوط به کنترل کیفیت مانند وجود سطوح ولتاژ نامتداول و یا وجود فرکانس خارج از محدوده ی قابل تحمل تجهیزات؛ - جلوگیری از اتصال مجدد ریزشبکه به شبکه در حالتی که فاز ولتاژ متفاوتی بین شبکه ی توزیع و منابع تولید پراکنده ی موجود در ریزشبکه وجود دارد؛ - به وجود آمدن تداخل در هنگام باز وصل جزیره به شبکه ی توزیع؛ - جلوگیری از حوادث و خطرات تهدید کننده ی مأموران شرکت های توزیع نیروی برق در هنگام کار با خطوطی که باید بی برق باشند، اما به علت وجود ریزشبکه ها به نحوی برق دار شده اند؛ - به دلیل مسایل ایمنی و حفاظتی در برطرف کردن خطاهایی که ممکن است توسط سامانه های درون ریزشبکه آشکار و شناسایی نشوند؛ - جلوگیری از محکوم شدن شرکت های توزیع نیروی برق در مسایل و شرایطی که خارج از کنترل آن ها بوده است.