کنترل فرکانس سیستم قدرت در حضور منابع انرژی تجدید پذیر به کمک سیستم ذخیره …

حالی است که نیاز به کنترل فرکانس مهمترین علت شناخته شده در خاموشی های اخیر است [۲] . دربسیار از تحقیقات منتشر شده مسایل ناشی از عدم قطعیتهای نوظهور [۳] و قید های خاص موجود در سیستم های جدید [۴] را نادیده گرفته اند و نیز ساختارهای کنترلی پیچیده ای را نیز معرفی می کنند که پیاده سازی آنها غیر عملی است.
۲-۳-بررسی روش های کنترل تولید و فرکانس
امروزه با پیشرفت تکنولوژی و افزایش نفوذ این نوع منابع ،بخصوص نیروگاه بادی و خورشیدی در شبکه های قدرت، تاثیر آنها بر پایداری، کیفیت توان و قابلیت اطمینان[۹] شبکه به یک چالش تبدیل شده است. جهت بررسی و رفع این مشکلات مطالعات و تحقیقات گسترده ای صورت گرفته است، بطور مثال,[۵] [۶] در مورد اتصال آرایه های خورشیدی و در [۸],[۷] نیروگاه بادی دو سو تغذیه مورد بررسی قرار گرفته است و در [۹] درباره ی بررسی تاثیر اتصال نیروگاه بادی به سیستم و تاثیر آن بر پاسخ فرکانسی شبکه بحث شده است.
روش‌های کنترل فرکانس به انواع مختلفی تقسیم می‌شود که در ادامه، این روش‌ها و مقالاتی از این نوع ارائه خواهد شد.
۲-۳-۱- کنترل فرکانس به کمک زاویه گام
به منظور تنظیم فرکانس شبکه و کاهش نوسانات ،تحقیقاتی صورت گرفته است بطوریکه در[۱۱],[۱۰] به تصحیح فرکانس با استراتژی کنترل زاویه گام[۱۰] پرداخته است. در این روش زمانی که سرعت باد به حداکثر مقدار مجاز می رسد یا از آن بیشتر می شود، میزان تولید باد در حد بالایی قفل می شود، در این حالت نیروگاه باد نمی تواند کمکی به تنظیم فرکانس انجام د÷هد. اگرچه معمولا این مساله تاثیر منفی بر شبکه ندارد. در [۱۲] به مدلسازی توربین بادی بر اساس نظریه تزریق توان[۱۱] اشاره شده است.
۲-۳-۲-کنترل فرکانس به کمک ذخیره سازهای انرژی
به منظور جبران نوسانات شبکه در حضور منابع انرژی تجدید پذیر روش های مختلفی ارائه شده است، یکی از این روش ها استفاده از ذخیره ساز های انرژی می باشد،بطور مثال دربسیاری از موارد از جمله[۱۳] [۱۵] [۱۴] چرخ طیار[۱۲] به عنوان یک سیستم ذخیره ساز مناسب انرژی و تنظیم کننده فرکانس معرفی گشته، همچنین در بعضی منابع از جمله [۱۶] سیستم ذخیره ساز ابررسانای مغناطیسی[۱۳] به منظور کاهش نوسانات فرکانسی بکار رفته است. در تعدادی از پژوهش ها [۱۷] سیستم ذخیره ساز باتری[۱۴] برای تنظیم فرکانس توصیه می گردد برای مثال در [۱۸] باتری وانادیوم ردوکس[۱۵] ،به عنوان یک باتری حامی محیط زیست با مزایای بسیاری در ذخیره سازی انرژی استفاده شده است .همچنین دو یا چند ذخیره ساز را میتوان ترکیب نمود، به عنوان مثال [۱۹]به منظور جبران نوسانات توان مزرعه بادی در مقیاس بزرگ، ترکیب باتری و چرخ طیار را پیشنهاد داده است بطوریکه چرخ طیار پاسخ سریع و ظرفیت توان پایین و در مقابل سیستم ذخیره ساز باتری قابلیت پاسخ دهی کمتر و ظرفیت توان بالاتری در مقایسه با چرخ طیار دارد.
روش های دیگری نیز برای کاهش نوسانات فرکانسی وجود دارد ،از جمله کنترل فرکانس از طریق مشخصه افتی[۱۶] می باشد که در [۲۰] به آن اشاره شده است، بدین ترتیب که در روش مشخصه افتی استاندارد، با وادار کردن ژنراتورها برای به اشتراک گذاشتن بار با توجه به نیروی باد، ژنراتورها بخش قابل توجهی از بار را تغذیه می کنند.
۲-۳-۳-کنترل فرکانس به کمک روش های مبتنی بر پیش بینی
مشخص نبودن میزان تولید باد و تغییرات سریع آن یکی از موانع اساسی در اتصال انرژی نیروگاه‌های بادی به شبکه سراسری می‌باشد. همچنین امروزه با دائر شدن بازار رقابتی برق در کشور‌های مختلف، تولیدکنندگان بایستی میزان توان تولیدی خود را چندین ساعت جلوتر به واحد تنظیم بازار ارائه نمایند. بنابراین لزوم در دست داشتن ابزارهای پیش‌بینی میزان توان تولیدی باد، بیش از پیش احساس خواهد شد. با در اختیار داشتن یک پیش‌بینی دقیق از میزان توان تولیدی این عدم اطمینان کاهش می‌یابد و جایگاه رقابتی انرژی بادی در بازار تجدید ساختار شده بالا می‌رود.
مثلا [۲۱] کنترل فرکانس شبکه به کمک پیشبینی بار[۱۷] ، پیش بینی آب و هوا [۲۲] و یا در هنگام حضور نیروگاه بادی؛ به کمک پیش بینی سرعت باد [۲۳][۱۸] اشاره کرد. معمولا این کار به کمک دو عامل، یکی
پیشبینی بار و دیگری پیش بینی کوتاه مدت از سرعت باد پیشِ رو میباشد برای نمونه در [۲۴] پیش بینی سرعت باد به کمک شبکه های عصبی و در [۲۵] به کمک نظریه خوشه ای [۱۹] انجام شده است.
۲-۳-۴-کنترل فرکانس به کمک روش کنترل بار- فرکانس
در روش کنترل خودکار فرکانس-بار[۲۰] انحراف فرکانس سیستم یک متغیر حالت با کمک الگوریتم پخش بار محاسبه می گردد این فرمولاسیون به شناسایی نقطه عملیاتی ژنراتورهای بادی بعد از عمل کنترل اولیه فرکانس زمانیکه عدم تعادل توان رخ می دهد،کمک می کند[۲۶] .
بطور مثال در [۲۷] طرح کنترل فرکانسی بار با استفاده از روش کنترل پیش گویانه مدل در یک سیستم قدرت چند ناحیه ای در حضور توربین های بادی ارائه گردیده است در سیستم مورد مطالعه هر کنترل کننده محلی به طور مستقل طراحی شده است، با این روش کنترلی سیستم حلقه بسته پایدار می گردد .
علاوه بر روش های کنترل فرکانس ،روش های قیمت گذاری و صرفه اقتصادی و میزان دسترس پذیری و بررسی تولید بهینه این منابع در شرایط مختلف مسئله مهمی است که در [۲۸] به آن پرداخته شده است. محققان بر این مسله تاکید می کنند که کنترل بار-فرکانس[۲۱] مساله بسیار پر سودی در بازار برق است چرا که بستر تبادل انرژی را مساعد می کند.از مزایای این روش می توان به:

مطلب دیگر :
دسته بندی علمی - پژوهشی : بررسی حقوقی مدیریت ریسک در معاملات تجارت الکترونیک- قسمت ۱۹

  • اطمینان از صفر بودن خطای فرکانس در حالت ماندگار
  • کمینه کردن انتقالات بدون برنامه ی توان، از طریق خطوط ارتباطی[۲۲] با مناطق کنترلی همسایه
  • دنبال کردن مناسب بار و کاهش اغتشاشات

منابع موضوع مورد بررسی
[۱],[۲],[۳],[۴۹],[۵۰],[۵۶],[۵۷],[۵۸],[۵۹],[۶۰] کنترل فرکانس با حضور منبع خورشیدی
[۴],[۵],[۶],[۷],[۸],[۹],[۱۰],[۱۱],[۱۲],[۱۳],[۱۴],
[۱۵],[۱۶],[۱۷],[۱۸],[۱۹],[۲۰],[۲۱],[۲۲],[۲۳],[۲۴], [۲۵],[۲۶],[۲۷],[۲۹],[۳۲][۳۷],[۳۸],[۳۹],[۴۱],[۴۲]
[۴۳], [۶۲],[۶۳],[۶۴],….
کنترل فرکانس با حضور منبع بادی
[۳۶] کنترل فرکانس با حضور منابع بادی و خورشیدی

جدول ۱-۱- دسته بندی منابع بر حسب موضوع

دانلود متن کامل پایان نامه در سایت jemo.ir موجود است