کنترل ریزشبکه

دسته : آموزش - برق - ریزشبکه تاریخ انتشار :

کنترل ریزشبکه

مهمترین ویژگی که یک ریز شبکه را از سیستم توزیع متمایز میکند، کنترل اش(کنترل ریزشبکه) می باشد. که هدف از آن هماهنگی، با شبکه اصلی برق می باشد.

  •  مقدمه

تابع کنترل ریز شبکه را میتوان در سه دسته تقسیم بندی کرد: روابط شبکه بالا دست، محافظت و کنترل ریزشبکه و کنترل محلی

روابط شبکه بالادست: تصمیم میگیرند که ریز شبکه توانایی کارکرد در مدل متصل به شبکه را دارد یا در حالت جزیره ای. این عملکرد برای مشارکت در بازار و هماهنگی با شبکه بالا دست را انتخاب می کند.

کنترل ریز شبکه شامل: تنظیمات ولتاژ وفرکانس، کنترل توان های اکتیو وراکتیو، پیش بینی بار و برنامه ریزی نظارت بر ریزشبکه، حفاظت و بلک(black) استارت هستند.

کنترل محلی و سطح حفاظت شامل: تنظیم ولتاژ اولیه وفرکانس، کنترل توان اکتیو و راکتیو برای هر تولید محلی وواحد های ذخیره انرژی هستند.

  • کنترل های متمرکز در برابر کنترل های غیر متمرکز

ریزشبکه ها میتوانند هم به صورت کنترل متمرکز و هم به صورت غیر متمرکز عمل کنند. در مدل متمرکز کنترل کننده مرکزی ریزشبکه نقش بسیار مهمی در بهینه سازی ریزشبکه بازی میکند. بر اساس قیمت انرژی ها و امنیت اطلاعات کنترل کننده های مرکزی تصمیم میگیرند که چه مقدار انرژی از شبکه برق جهت تزریق مورد نیاز است و چه تعداد بار های غیربحرانی باید در شرایط بحرانی به شبکه وارد شود. در مدل غیر متمرکز هدف اصلی ماکزیمم کردن تولید انرژی جهت تامین بار متقاضی و انتقال اضافی آن به شبکه برق است.

  • پیش بینی

پیاده سازی هردو روش متمرکز و غیرمتمرکز نیازمند پیش بینی بار است. تخمین واقعی خروجی انرژی منابع تجدید پذیر واطلاعات مربوط به قیمت برق است. پیش بینی بار و تولید تجدید پذیر نیازمند مجموعه ای از اطلاعات و پیش بینی آب و هوا که ممکن است قیمت عملکرد را بالا ببرد، نیازمندیم. از این رو سود پیش بینی باید بزرگتر از هزینه های اضافی باشد. درحال حاظر، پیش بینی عمدتا برروی قیمت برق، بار متقاضی و جنبه های تولید PV برای یک سیستم متصل شده بزرگ میشود. تعدادی روش های پیش بینی در دسترس هستند و در بهره برداری از شبکه های برق مورد استفاده قرار میگیرند، ساده ترین روش پیش بینی، پیش بینی یک متغیر بر اساس ارزش فعلی اش می باشد.

 

  • تخمین حالت

به علاوه پیش بینی، تعیین حالت دیگر موضوع مربتط با کنترل ریز شبکه است. به سبب اندازه گیری افراطی، تخمین حالت در سطح انتقال می تواند عدم قطعیت را کاهش دهد. اما در سطح توزیع، تصمیمات نیازمند این است که بدون پشتیبانی از اطلاعات کافی در سطح ولتاژ متوسط یا ولتاژ پایین ساخته شوند. بنابراین پارامتر های نامعین مدل نیازمند به تخمین زدن است.

مشکل تخمین شامل اصلی ترین تخمین یک پارامتر والگوریتم تخمین یک پارامتر است. اصول مشترک استفاده شده، کمترین مربعات، حداکثر احتمال، حداقل واریانس(مغایرت)، حداقل ریسک و… هستند. الگوریتم های استفاده شده را میتوان به دو دسته الگوریتم تکراری و بازگشتی تقسیم کرد. الگوریتم های تکرار شامل: روش نیوتن، گرادیان و روش گاوس هستند، در حالی که الگوریتم بازگشتی شامل : تخمین آنلاین زمان واقعی، پردازش نکته به نکته ، اطلاعات و به روز رسانی اطلاعات هستند.

  • روش های کنترل ریز شبکه

در یک ریز شبکه، نمونه های مختلفی از روش های کنترل برای عملکرد قابل اطمینان در دو حالت متصل به شبکه و جزیره ای بکار گرفته می شود. با توجه به DG و شرایط کنترل، سه گونه اصلی روش کنترل وجود دارد، روش کنترل PQ، روش کنترل V/F، و کنترل افت وجود دارد.

  • کنترل PQ

هدف اصلی از کنترل PQ حفظ توان اکتیو و راکتیو ریزمنبع می باشد، که وقتی انحراف ولتاژ و فرکانس دارند، در حدود تایین شده بمانند. درکنترل PQ توان های اکتیو و راکتیوجهت بدست آوردن استقلال در ابتدا از هم جدا میشوند.کنترل کننده های توان اکتیو با هدف حفظ توان اکتیو ثابت خروجی در رنج مرجع داده شده در محدوده ی فرکانس مجاز کنترل کننده و کنترل کننده توان راکتیو به هدف حفظ توان راکتیو ثابت خروجی در یک مقدار مرجع داده شده در محدوده ولتاژ مجاز قرار داده میشوند. اگر چه روش کنترل PQ نمی تواند ثبات ولتاژ و فرکانس را حفظ کند، پس یک ژنراتور توزیع اضافی نیاز است که فرکانس و ولتاژ ریز شبکه را در یک محدوده قابل قبول تنظیم کند. اگر ریز شبکه در یک مدل متصل به شبکه کار کنند، شبکه قدرت اصلی عهده دار حفظ فرکانس و ولتاژ ریز شبکه است.

  • کنترل V/F

هدف اصلی از کنترل V/F حفظ ثبات اندازه ولتاژ و فرکانس با توجه به توان اکتیو راکتیو خروجی واقعی ریز منبع ها می باشد. یک کنترل کننده، فرکانس خروجی توان اکتیو را برای حفظ فرکانس در یک مقدار مرجع داده تنظیم میکند. یک کنترل کننده ولتاژ خروجی، توان راکتیو را برای حفظ ولتاژ در یک مقدار مرجع داده شده، تنظیم می کند. کنترل V/F هنگامی که ریزشبکه در مدل جزیره ای عمل میکند نیز متداول است.

  • کنترل افت (droop control)

    • کنترل توان اکتیو

در یک ریز شبکه، بار در تمام لحظات تغییر می کند. بنابراین ژنراتورها توان خروجی شان را بسته به تغییر(انحراف) فرکانس تغییر می دهند.

بخش قبل: ساختار ریزشبکه
بخش بعد: حفاظت ریزشبکه


نظرات ، پیشنهادات و درخواست های خود را از طریق فرم زیر با ما در میان بگذارید .