برنامه های متلب پخش بار های مختلف

سیستم‌های قدرت عموماً به صورت سه فاز متعادل و در شرایط سینوسی ماندگار مورد بهره برداری قرار می‌گیرند. در چنین سیستمی اطلاع از میزان توان عبوری از خطوط، همچنین ولتاژ در شینه های مختلف سیستم برای بهره برداران از شبکه قدرت از اهمیت ویژهای برخوردار است. خصوصاً زمانی که سیستم در اثر عواملی چون نصب نیروگاههای جدید، رشد بار و یا نصب خطوط انتقال جدید دستخوش تغییرات شده باشد. هدف از انجام مطالعات پخش بار، آگاهی از نحوه توزیع توانهای تولیدی بر روی خطوط شبکه و تعیین ولتاژ باسها و غیره می‌باشد. دربررسی سیستم‌های قدرت، به مطالعه و تجزیه‌وتحلیل سیستم که با هدف تعیین پارامترهای مهم سیستم در شرایط نرمال یا اضطراری انجام می‌شود پخش بار می‌گویند. پارامترهای مورد مطالعهی پخش بار شامل مواردی مانند ولتاژها، جریان‌ها، توان‌های اکتیو و راکتیو، تلفات توان، تبادل توان بین سامانه‌های قدرت مختلف، موازنهی تولید و مصرف در سامانه، توان‌های انتقالی، محاسبهی توان‌های راکتیو مورد نیاز سیستم و دیگر مشخصه‌هایی که می‌توان با استفاده از محاسبهی جریان و ولتاژ در بخش‌های مختلف سامانه بررسی کرد می‌شود. در محاسبات پخش بار معمولاً از روش ولتاژ گره که در بسیاری از تجزیه و تحلیل‌های سیستم قدرت مناسب‌ترین روش است استفاده می‌شود؛ استفاده از این روش به مجموعه‌ای از معادلات جبری مختلط بر حسب جریان گره‌ها می‌انجامد که در صورت دانستن جریان‌ها می‌توان این معادلات را برای بدست‌آوردن ولتاژ گره‌ها حل کرد. با توجه به اینکه در سیستم قدرت ترجیحاً به جای جریان، توان‌ها معلوم فرض می‌شوند، به معادلات حاصل که بر حسب توان هستند، معادلات پخش توان می‌گویند. از آنجایی که این معادلات غیرخطی‌اند باید آن‌ها را با روش‌های عددی و مبتنی بر تکرار حل کرد. دو روش متداول برای حل این معادلات روش‌های گوس-سایدل و نیوتون-رافسون هستند. مطالعات بخش بار استخوان‌بندی اصلی تجزیه و تحلیل و طراحی سیستم‌های قدرت هستند و انجام آن‌ها برای بهره‌برداری و برنامه‌ریزی زمان‌بندی اقتصادی بین شرکت‌های برق ضروری است. همچنین تجزیه و تحلیل پخش بار پیش‌زمینهی مطالعات پایداری گذرا و واحتمال وقوع حوادث در شبکه است.

ادامه مطلب......

مساله پخش بار

در شبیه سازی سیستمهای قدرت با عناصری چون مقاومت، سلف و خازن، روش‌های کلاسیک حل معادلات همانند روشهای حلقه و یا گره کاربرد ندارند و نیازمند به استفاده از روشهای عددی برای حل معادلات غیرخطی در این سیستم‌ها می‌باشیم. با استفاده از مفاهیم ماتریسی می‌توان تمام معادلات یک سیستم قدرت N شینه را به صورت زیر بیان کرد.

 

 

 

در اینجا مساله اصلی حل N معادله‌ی جبری غیر خطی است که شامل 2N مجهول می‌باشد. ماتریس [V[(n×n) فازور ولتاژ تمامی شینه های مختلف سیستم است. ماتریس [I[(n×n) مبین جریان تزریقی در هرشینه می‌باشد که از تفاضل تولید و مصرف در هر شینه حاصل می‌گردد. ماتریس [Y[(n×n) نیز شامل ادمیتانس کل شبکه شامل کلیه خطوط انتقال و ترانسفورماتورها است. همانطور که میدانیم برای به دست آوردن N مجهول باید N معادله مستقل داشته باشیم. معادله بالا نیازمند به حدسهای اولیه برای آغاز انجام محاسبات و تعادل میان پارامترهای معلوم و مجهول است. معمولاً در مطالعات پخش بار ترجیح بر آن است که به جای کمیت جریان از دو کمیت توان اکتیو راکتیو استفاده شود. بنابراین در مطالعات پخش بار در هر شینه با چهار کمیت اندازه ولتاژ، زاویه ولتاژ، توان اکتیو مصرفی وتوان راکتیو مصرفی روبرو خواهیم بود. بر این اساس در یک تقسیمبندی می‌توان گفت که سه نوع شینه در سیستمهای قدرت وجود دارد.

روش‌های انجام محاسبات پخش بار

همانطور که اشاره شده است، معادلات پخش بار معادلاتی جبری و غیرخطی می‌باشند که می‌بایست با روشهای عددی محاسبه گردند. در این روشها، معادلات در تکرارهای متوالی حل می‌شوند و در نهایت با رسیدن به یک Mismatch مناسب، محاسبات پایان می‌یابد. برای شروع محاسبات در معادلات پخش بار، می‌بایست برای پارامترهای مجهول، حدس اولیه زده شود. هرچه این مقادیر اولیه، صحیح‌تر انتخاب شده و به مقادیر عملکردی سیستم قدرت نزدیکتر باشند، معادلات سریعتر همگرا می‌شوند. روش‌های عددی حل معادلات عبارتند از:

محاسبات پخش بار برای حالت دائم و شبکه متقارن

محاسبات پخش بار برای حالت دائم و شبکه متقارن انجام می‌شود. برای هر شین چهار پارامتر مهم وجود دارد.

چهار پارامتر هر شین

§        اندازه ولتاژ |V|

§        زاویه فاز δ

§        توان اکتیو P

§        توان راکتیو Q

شین‌های سیستم معمولاً به سه نوع دسته بندی می‌شوند:

شین مرجع یا شینه اسلک

این شین که به شین نیروگاهی معروف است را به عنوان شین مرجع یا (Slack) در نظر گرفته می‌شود. زاویه در این شین صفر درجه و ولتاژ معمولاً یک پریونیت در نظر گرفته می‌شود. پس از محاسبات پخش بار کمبود تولید و تلفات سیستم توسط این شین باید جبران شود. این شین را معمولاً شین شماره 1 در نظر می‌گیریم و در این شین مقادیر |V| و δ معلوم و مقادیر P و Q مجهول می‌باشد.

در هر شبکه قدرت معمولاً یک شینه اسلک و یا شینه سوئینگ وجود دارد که وظیفه آن تأمین تلفات سیستم می‌باشد. اصولاً این شینه مربوط به ژنراتور بوده و دارای محدودیتهای کمتری از نظر تولید است. در این نوع شینه اندازه و زاویه ولتاژ مشخص است و دو کمیت دیگر یعنی توان اکتیو و راکتیو مصرفی (یا تولیدی) بر اساس شرایط سیستم قدرت در حال بهرهبرداری از نتایج پخش بار تعیین می‌گردد. از آنجا که برقراری تعادل توان در سیستمهای بزرگ قدرت از اهمیت فوقالعاده ای در پایداری سیستم برخوردار است، اهمیت شینه اسلک بارزتر می‌گردد. اصولاً در شینه های ژنراتور که نقش اسلک را در شبکه ایفا می‌نمایند، تنها نیمی از ظرفیت تولید توان مورد بهره برداری قرار می‌گیرد و نیمی دیگر به صورت ذخیره چرخان، آماده بهره برداری در شرایط اضطراری جهت برقراری تعادل توان در صورت تغییرات بار و همچنین تنظیم فرکانس شبکه می‌باشد. بنابراین بزرگتر بودن ظرفیت تولید در شینه اسلک، یک مزیت عمده برای بهره برداران سیستمهای قدرت می‌باشد.

شین‌های کنترل شده (PV)

دراین نوع از شینه ها، میزان تولید توان اکتیو و اندازه فازور ولتاژ مشخص است، اما مقدار توان راکتیو و زاویه ولتاژ در شرایط معادلات تعیین می‌گردد. تقریباً تمامی شینه های متصل به ژنراتورهای شبکه از این نوع می‌باشند. همانطور که انتظار می‌رود در این شینه ها می‌بایست اندازه ولتاژ و میزان توان اکتیو تولیدی را کنترل نمود. این کنترلها به وسیله تنظیم کننده ولتاژ و اکسایتر صورت می‌پذیرد که در ادامه به تشریح آنها خواهیم پرداخت. این شین‌های دارای ژنراتور هستند و به شین‌های کنترل شده یا PV معروفند، زیرا در این نوع از شین‌ها ولتاژ و توان اکتیو مقداری معلوم دارد. در انجام محاسبات، ما باید به دنبال پیدا کردن مقدار فاز و توان راکتیو این شین‌ها می‌باشیم.

شین‌های بار PQ

این شینهها که بخش اعظمی از شینه های سیستم قدرت را تشکیل می‌دهند، به شینه های مصرف یا شینه های بار مشهورند. در این شینه ها میزان مصرف توان اکتیو و توان راکتیو مشخص است. اندازه و زاویه ولتاژ از مطالعات پخش بار تعیین می‌گردد. در این نوع شین‌ها توان اکتیو و راکتیو مشخص است و ولتاژ و فاز قسمت مجهول است که باید محاسبه شود. این شین‌ها به شین‌های PQ نیز موسوم هستند. معمولاً بأس شماره یک بأس مرجع و باسهای 1 تا m باسهای کنترل ولتاژ و باسهای m+1 تا n باسهای مصرفی شماره گذاری می‌شوند.

روش‌های مختلفی برای محاسبه پخش بار

§        روش گوس سایدل

§        روش نیوتن رافسون

§        روش نیوتن رافسون مجزا شده

§        روش Decoupled

§        روش Fast Decoupled

§        روش پخش بار DC

§        روش پخش بار AC

§        روش پخش بار DCOPF

§        روش پخش بار ACOPF

در این مطلب می‎توانید برنامه‎های متلب پخش‎بارها را دریافت کنید. جهت خرید و دریافت برنامه‎های متلب با کمترین قیمت، از طریق ایمیل یا ایدی ادمین در تلگرام درخواست خود را مطرح کنید.

توجه:  هرگونه  شبیه سازی و پروژه پذیرفته می شود .جهت سفارش با ایدی مدیر ارتباط برقرار کنید:

Email:

[e-mail]

[e-mail]

آدرس کانال تلگرامی

telegram.me/iranprojectblog

آیدی ادمین:

پیام رسان تلگرام

http://telegram.me/iranprocro

iranprocro@