سمینار تشخیص جزیره ای با حضور DG

سمینار تشخیص جزیره ای با حضور DG

موضوع سمینار:

سمینار تشخیص جزیره ای با حضور DG

چکیده:

با در نظر گرفتن امنیت و عملکرد مطمئن سیستم‌های نوین تولید پراکنده (DG)، برای تمییز حوادث مختلف نیاز به یک سیستم عیب‌یاب خبره است. یکی از الزامات حیاتی در عملکرد امن تولید پراکنده “تشخیص جزیره‌ای شدن” است. در این سمینار، یک روش تشخیص جدید جزیره‌ای شدن پسیو، به کمک استفاده از اسیلاتورهای دافینگ، تحت شرایط مختلف شبکه مورد آزمون قرار می گیرد. همچنین مشخصات زمان تشخیص جزیره‌ای شدن، در حالت استفاده از روش تشخیص جزیره‌ای شدن فعال، که  “روش فیدبک فرکانسی با تزریق توان راکتیو مرحله‌ای” نامیده می‌شود، روشن شده است. هنگام از دست دادن نیروی برق، فرکانس جزیره با توجه به تنوع جریان مرجع دچار انحراف می شود؛ این انحراف با استفاده از متوسط مقدار انحراف فرکانسی مطلق تشخیص داده می شود. در صورت تشکیل جزیرۀ پایدار، به دلیل مقدار کم جریان تناوبی مرجع، انحراف فرکانسی متناوب و کوچکی وجود خواهد داشت، و انحراف فرکانسی آنقدر کوچک است که در ناحیۀ غیر قابل تشخیص (NDZ) رلۀ فرکانسی قرار می گیرد. مزیت اصلی الگوریتم استفاده شده این است که تشکیل جزیرۀ پایدار را بدون وادار کردن جزیره به از دست دادن عملیات پایدار خود تشخیص می دهد.

۲-مقدمه:

عملکرد جزیره‌ای واحدهای تولید پراکنده (DG) معمولا وقتی اتفاق می‌افتد که منبع تغذیه از شبکه اصلی جدا شده باشد اما DG هنوز درحال تحویل توان به شبکه باشد. عدم موفقیت در قطع DG حین جزیره‌ای شدن، ممکن است تاثیرات منفی قابل توجهی روی تجهیزات DG و شبکه‌های بهره‌برداری برق به همراه داشته باشد. واحد DG باید جزیره‌ای شدن را تشخیص داده و واحد DG را در یک زمان مناسب جدا کند تا مانع خسارات شود [۱] و [۲]. بخش اصلی تشخیص جزیره‌ای شدن تمییز صحیح لحظه جزیره‌ای شدن و جداسازی DG از شبکه توزیع (DN) در کمترین زمان ممکن است. جزیره‌ای شدن ناخواسته DG ممکن است منجر به مسائل کیفیت توان (PQ)، تداخل با تجهیزات حفاظتی شبکه و امنیت پائین مصرف‌کننده‌ها شود. شایان ذکر است که برخی محققان در حال بررسی موقعیتی هستند که در آن DG دارای قابلیت ridethrough بوده و مسئول برقدار کردن بار پس از جزیره‌ای شدن است [۳]-[۶]. همین گزینه می‌تواند باعث پیچیدگی بیشتر  سیستم کنترلی و نیز افزایش هزینه‌ها شود.

به طور کلی روش‌های تشخیص جزیره‌ای شدن به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند؛ روش پسیو، اکتیو و مخابراتی [۷]. روش‌های پسیو تشخیص جزیره لحظه جزیره‌ای شدن را به کمک اندازه‌گیری‌های مختلف انجام شده در PCC تخمین می‌زنند. این مزیت روش پسیو، خیلی قابل توجه نیست به خاطر این حقیقت که برای تشخیص صحیح لحظه جزیره‌ای شدن نمی توان به پارامترهای سیستم (مثل ولتاژ و فرکانس) اعتماد کرد. تمییز اتفاقات و حالات گذرای سیستم از حوادث جزیره‌ای شدن خیلی آسان نیست. قراردادن آستانه‌های بالا و پایین می‌تواند به تمییز بین شرایط جزیره‌ای و متصل به شبکه کمک کند. با این حال، این موضوع منجر به نواحی غیرقابل تشخیص بزرگی (NDZs) می‌شود. برای مثال، روش حفاظت افزایش/کاهش فرکانس از آستانه‌های بالا و پایین فرکانس استفاده می‌کند. برخی اوقات، بار به دقت با ظرفیت DG سازگار می‌شود. در این مورد، مقدار انحراف فرکانس یا ولتاژ به اندازه‌ای نخواهد بود که باعث راه‌اندازی سیستم تشخیص جزیره‌ای شدن شود. ناحیه غیرقابل تشخیص بزرگ توسط شرایط مصرف بار و تولید توان تعریف می‌شود که باعث نادرستی در تشخیص به موقع جزیره‌ای شدن می‌شود. روش‌های پسیو تشخیص جزیره‌ای شدن اغلب از مشکلات نواحی غیرقابل تشخیص بزرگ رنج می‌برند [۸]، [۹]. چندین روش پسیو تشخیص جزیره‌ای شدن وجود دارد مثل: حفاظت کاهش ولتاژ/ اضافه ولتاژ (UVP/OVP) و حفاظت کاهش فرکانس/ افزایش فرکانس (UFP/OFP)؛ نرخ تغییر توان اکتیو [۱۰]، [۱۱]؛ نرخ تغییر فرکانس (ROCOF) [12]، [۱۳]؛ نرخ تغییر فرکانس اضافه توان [۱۴]؛ تغییرات ولتاژ و ضریب توان [۱۵]؛ تشخیص پرش فاز [۱۶]؛ و نیز نامتعادلی ولتاژ و اعوجاج کلی هارمونیک [۱۷].

برخلاف روش‌های پسیو تشخیص جزیره‌ای شدن، طرح‌های اکیو تشخیص جزیره‌ای شدن با تزریق یک سیگنال اکتیو باعث اختلال در جریان خروجی مبدل منبع ولتاژ (VSC) می‌شوند تا تعادل توان بین DG و مصرف بار محلی از بین رود [۱۸]. لذا، تشخبص شرایط جزیره‌ای شدن تسهیل می‌شود. مزیت اصلی این روش‌ها نسبت به روش‌های تشخیص پسیو این است که NDZ آنها نسبتا کوچک است [۹]. با این حال، بیشتر طرح‌های اکتیو دارای معایبی چون پیچیدگی و تنزل کیفیت توان هستند. برخی روش‌های اکتیو معروف شامل شیفت فرکانس حالت لغزشی (SMS) [19]، اختلاف فرکانس اکتیو (AFD)  [۲۰]، و شیفت فرکانس ساندیا (SFS) [21] هستند. روش‌های مخابراتی براساس سیگنال‌های ارسالی و دریافتی بین واحد‌های اندازه‌گیری مختلف و دستگاه حفاظتی تشخیص جزیره‌، عمل می‌کنند. روش‌های مختلف دیگر تشخیص جزیره را می‌توان در [۷] یافت.

برای دانلود و خرید سمینار آماده در زمینه بررسی سیستم توزیع با حظور DG بر روی لینک خرید زیر کلیک کنید:

مراجع ترجمه شده و موجود در پکیج سمینار:

نام مقاله لاتین:

Application of Duffing Oscillators for Passive Islanding Detection of Inverter-Based Distributed Generation Units

نام مقاله به فارسی:

استفاده از اسیلاتورهای دافینگ برای تشخیص پسیو جزیره‌ای شدنِ واحدهای تولید پراکندۀ مبتنی بر اینورتر

نام مقاله لاتین:

Impacts of Rectifier Circuit Loads on Islanding Detection of Photo voltaic Systems

نام مقاله فارسی:

تاثیرات بارهای مداری یکسو کننده روی تشخیص جزیره‌ای شدن سیستم‌های فتوولتائیک

نام مقاله لاتین:

Average Absolute Frequency Deviation Value Based Active Islanding Detection Technique

نام مقاله فارسی:

روش تشخیص جزیرۀ اکتیو مبتنی بر مقدار متوسط انحراف فرکانسی مطلق

فهرت مطالب و اشکال

۱-چکیده: ۲

۲-مقدمه: ۲

۳-استفاده از اسیلاتورهای دافینگ برای تشخیص پسیو جزیره‌ای شدنِ واحدهای تولید پراکندۀ مبتنی بر اینورتر: ۶

۳-۱اسیلاتورهای دافینگ    ۶

شکل۱٫ اسیلاتور دافینگ در صفحه فاز و دیاگرام x-t. (a) حالت دوره‌ای کوچک. (b) حالت آشفته. (c) حالت دوره‌ای بزرگ. (d) حالت آشفته به همراه نویز گوسی. (e) حالت دوره‌ای بزرگ به همراه نویز گوسی. ۷

۳-۲مرور سیستم   ۸

شکل۲٫ سیستم تحت مطالعه  ۹

۳-۳روش ارائه شده  ۹

۳-۴سیگنال ورودی به اسیلاتور دافینگ    ۹

شکل۳٫ نمودار گردشی اسیلاتور دافینگ پیشنهاد‌شده  ۱۱

۳-۵تحلیل اسیلاتور دافینگ    ۱۱

۳-۵-۱تحلیل روش ارائه‌شده  ۱۳

شکل۴٫ انحراف فرکانس PCC (γ_c = 0.81, k_f = [0.5 : 0.2 : 5], k_f = [1: 1: 5], and Δf = [0 : 0.01: 1]). (a) دامنه سیگنال تزریقی. (b) γ. ۱۵

۳-۶استخراج سیگنال تریپ    ۱۵

۴-تاثیرات بارهای مداری یکسو کننده روی تشخیص جزیره‌ای شدن سیستم‌های فتوولتائیک: ۱۶

۴-۱مدار آزمایش جزیره‌ای شدن   ۱۶

شکل۵٫ مداری پیشنهادی برای آزمایش جزیره‌ای شدن   ۱۷

۴-۲موارد آزمایش     ۱۷

شکل ۶٫ نقاط آزمایش جزیره‌ای شدن روی صفحه                ۱۹

۴-۳مدل اینورتر PV   ۱۹

شکل ۷٫ شبیه سازی مدل اینورتر PV   ۲۰

شکل ۸٫ بلوک دیاگرام روش فیدبک فرکانسی با تزریق توان راکتیو پله‌ای (FFB) 21

۴-۴مدل بار مداری یکسو کننده  ۲۱

شکل ۹٫ مدل شبیه سازی بار مداری یکسو کننده  ۲۲

شکل ۱۰٫ شکل موج بار مداری یکسو کننده  ۲۲

۵-روش تشخیص جزیرۀ اکتیو مبتنی بر مقدار متوسط انحراف فرکانسی مطلق : ۲۲

شکل ۱۱- تولید پراکندۀ متصل به شبکه و مبتنی بر اینورتر  ۲۳

۵-تولید پراکندۀ متصل به شبکه و مبتنی بر اینورتر  ۲۴

شکل ۱۲- بلوک دیاگرام PLL سه فاز. ۲۴

شکل ۱۳- بلوک دیاگرام کنترل کنندۀ جریان محور-q اینورتر. ۲۷

۵-۱مدل سازی کنترل کنندۀ جریان محور-q  ۲۷

شکل ۱۴- روند فرکانس در PCC در طول قبل و بعد از جزیره ای شدن. ۲۹

شکل ۱۵- انحراف فرکانسی قبل و بعد از جزیره ای شدن برای f_q = 20 Hz و ۳۰ Hz با دامنۀ ثابت ۱% برای جریان اسمی. ۳۰

شکل ۱۶- تقریب های AFDV_avg برای شرایط عدم تطابق توان اکتیو. ۳۰

۵-۲تکنیک پیشنهادی تشخیص جزیره  ۳۰

شکل ۱۷- الگوریتم تکنیک پیشنهادی. ۳۲

شکل ۱۸- روند فرکانسی PCC برای f_q = 30  Hz و ۲۰ Hz در طول شرایط بار کاملا تطبیق یافتۀ DG . 33

شکل ۱۹- روند AFDV_avg برای f_q = 20  Hz و ۳۰ Hz در طول شرایط بار کاملا تطبیق یافتۀ DG . 34

۶-نتایج مبحث ها: ۳۴

۱-۶قسمت یک: ۳۴

۶-۱-۱ تاثیر ضریب کیفیت بار  ۳۴

شکل۲۰٫ ضریب کیفیت بار Q_f = 1.57. (a) فرکانس PCC. (b) سیگنال ورودی دافینگ. ۳۵

شکل۲۱٫ خروجی‌های اسیلاتور دافینگ برای Q_f = 1.57. (a) دیاگرام صفحه فازی (دید از بالا). (b) دیاگرام x – t (دید کناری). (c) دید سه بعدی اسیلاتور دافینگ. ۳۶

شکل۲۲٫ دیاگرام x- t اسیلاتور دافینگ برای تست‌های ضرایب مختلف کیفیت بار. ۳۷

۶-۱-۲تاثیر کلیدزنی بار  ۳۷

شکل۲۳٫ خروجی‌های اسیلاتور دافینگ برای کلیدزنی بار (a) فرکانس PCC و سیگنال ورودی (b) دید سه بعدی اسیلاتور دافینگ. ۳۸

۶-۱-۳تاثیر نامتعادلی بار  ۳۸

شکل۲۴٫ خروجی‌های سیستم و اسیلاتور دافینگ تحت شرایط بارگذاری نامتعادل. ۴۰

۶-۱-۴تاثیر نویز روی سیگنال ورودی دافینگ    ۴۰

شکل۲۵٫ تست نسبت حساسیت به نویز. (a) فرکانس PCC. (b) سیگنال وردی دافینگ. (c)  دیاگرام x – t. 41

۲-۶NDZ روش ارائه شده  ۴۱

شکل۲۶٫ ارزیابی NDZ روش ارائه شده. (a) NDZ OFP/UFP و OVP/UVP برای دو نوع مختلف کنترلرهای اینورتری در مقایسه با NDZ روش ارائه شده. (b) تحلیل حساسیت NDZ برای Q_f =1 و k_f =[0.5: 0.2: 5]. (c) تحلیل حساسیت NDZ برای Q_f = [0.5 : 0.5: 5] و k_f = 5. 43

۶-۳ قسمت دوم: ۴۳

۶-۴قسمت سوم: ۴۴

۷-نتیجه گیری: ۴۴

۸-مراجع: ۴۵

سمینار تشخیص جزیره ای با حضور DG سمینار تشخیص جزیره ای با حضور DG سمینار تشخیص جزیره ای با حضور DG سمینار تشخیص جزیره ای با حضور DG سمینار تشخیص جزیره ای با حضور DG سمینار تشخیص جزیره ای با حضور DG سمینار تشخیص جزیره ای با حضور DG سمینار تشخیص جزیره ای با حضور DG سمینار تشخیص جزیره ای با حضور DG سمینار تشخیص جزیره ای با حضور DG سمینار تشخیص جزیره ای با حضور DG سمینار تشخیص جزیره ای با حضور DG