تأثیر statcom در افزایش پایداری استاتیکی ولتاژ

رشد چشمگیر شبکه های قدرت سبب شده که برای افزایش بازده سیستمهای قدرت خطوط انتقال و نیروگاهها اغلب در نزدیکی حاشیه پایداری خود کار کنند و امکان ناپایداری سیستم به دلیل افزایش بار خطوط و خروج واحدهای نیروگاهی بیشتر شده است به همین دلیل پیش بینی و تشخیص ناپایداری ولتاژ در سیستمهای قدرت بسیار مهم می باشد و باعث افزایش امنیت شبکه می شود. از طرفی کمبود توان راکتیو در شبکه های قدرت نیز سبب ایجاد افت ولتاژ و نوسانات ولتاژی و حتی فروپاشی ولتاژ شبکه می گردد. لذا مسأله پایداری ولتاژ یکی از مهمترین مسایل پیش روی شبکه های برق می باشد. برای افزایش پایداری ولتاژ و جلوگیری از فروپاشی ولتاژ از روش های همچون تکنیک های حذف بار، استفاده از ترانسفورماتورهای مجهز به تپ چنجرهای تحت بار، تولید توان راکتیو و جبران سازی توان راکتیو(نصب بانکهای خازنی ثابت و سوئیچ شونده، کندانسور سنکرون، ادوات facts) استفاده می شود. استفاده از تپ چنجر به دلیل محدودیت تپ ترانس ها بازه عملکرد کمتری دارد همچنین روش حذف بار نسبت به روش تزریق توان راکتیو مقبولیت کمتری دارد چرا که با وجود جبرانساز های کنترل پذیر و صدمات اقتصادی ناشی از حذف قسمتی از بارهای مصرفی، نقاط ضعف این استراتژی نمایان تر می شود. از طرفی، توان راکتیو تولید شده توسط ژنراتورها و بانکهای خازنی برای تغییرات ناگهانی بارها و کاربردهای فوری مثل توربین های بادی بسیار کند هستند. در یک شبکه قدرت با استفاده از جبرانسازی توان راکتیو به میزان مناسب و در محل مورد نیازمی توان به حفظ پایداری ولتاژ شبکه کمک کرد. درمیان جبرانسازهای توان راکتیو، ادوات facts موازی همچون statcom ، به دلیل قابلیت انعطاف و کنترل پذیری قابل توجهی که دارند همواره مورد توجه محققان قرار گرفته اند . در سطح کشور ما نیز علاوه بر محدودیتهای ذکر شده برای افزایش پایداری ولتاژ، به دلیل عدم استفاده از سیستم های کنترل avrبه صورت حلقه بسته (در بعضی از نیروگاهها)، عدم وجود تنظیم کننده های تپ چنجر اتوماتیک (در بعضی از پستها)، محدودیت تولید توان راکتیو (در برخی از نیروگاهها)، اختلاف زیاد بین حداکثر و حداقل بار در زمانهای مختلف و توپولوژی خاص شبکه در بعضی از مناطق، نیاز به منابع توان راکتیو کنترل پذیر بسیار جدی و ضروری به نظر می رسد به نحوی که مطابق شواهد یکی از دلایل برخی از حوادث منجر به خاموشی شبکه در سالهای اخیر عدم وجود منابع توان راکتیو کنترل شونده مناسب و کافی بوده است. در این تحقیق پس از معرفی روشهای مطالعه پایداری ولتاژ ابتدا به بررسی وضعیت پایداری استاتیکی ولتاژ شبکه ieee-14buses به عنوان یک شبکه استاندارد به روش پخش بارتداومی پرداخته شد و پس از تعیین محل مناسب در شبکه برای نصب جبرانساز توان راکتیو، تأثیر جبرانسازی توان راکتیو statcom بر روی پایداری ولتاژ مورد مطالعه قرار گرفت و در ادامه به دلیل مشکلاتی که در سالهای اخیر به علت خشکسالی و کاهش تولید نیروگاههای حرارتی در شبکه برق منطقه ای خوزستان وجود داشته است از جمله، خاموشی هایی که در بارهای صنعتی به طور ناخواسته برای ایجاد پایداری شبکه ایجاد شد و صدمات زیادی در تولید صنایع فولاد و نفت ایجاد کرد، طرح استفاده از یک statcom در شبکه ??? کیلوولت برق منطقه ای خوزستان جهت بهبود پروفایل ولتاژ و پایداری استاتیکی ولتاژ به روش پخش بار تداومی مورد بررسی قرار گرفت. که پس از استفاده از statcom ، با توجه به قابلیتهای منحصر به فرد آن درجبرانسازی توان راکتیو شاهد افزایش پایداری ولتاژ و بهبود پروفایل ولتاژ وکاهش تلفات توان راکتیو و اکتیو درکل شبکه بودیم. علاوه بر افزایش پایداری استاتیکی ولتاژ در این پروژه مکان مناسب برای جبرانسازی توان راکتیو و میزان ظرفیت مناسب برای جبرانسازی توان راکتیو توسط statcom برای شبکه ieee-14buses و شبکه ??? کیلوولت برق منطقه ای خوزستان تعیین شد.