۰.۲۵۹۹

۰.۱۰۱۴

۲۲

X_FCL3= 7.1062 pu

X_FCL1= 5.8477 pu

T = 187.5686 s

X_FCL2= 1.6044 pu

در این جداول، T مجموع زمان عملکرد رله­ها می­باشد. همانطور که مشخص است برای اینکه سیستم توزیع بتواند در هر دو مد جزیره­ای و متصل به شبکه با حفظ هماهنگی بین رله­ها کار کند نیاز به FCLهای با امپدانس بالاتری می­باشد. مزیت این روش، توانایی کار کردن در مد جزیره­ای بدون نیاز به تغییر تنظیمات رله­ها می­باشد.

در صورتیکه تعداد DGهای متصل شده به سیستم توزیع زیاد باشد روش استفاده از FCL در محل اتصال شبکه قدرت به سیستم توزیع، هزینه­ کمتری نسبت به FCL سری با DG دارد. به این دلیل که تعداد FCLهای استفاده شده کمتر خواهد بود.
استفاده از FCL دوتایی:
هنگامیکه DG در مکانی دور از شبکه­ قدرت و برای تأمین یک بار محلی نصب می­گردد می­توان از FCLدوتایی^[۳۹] همانطور که در[۴۶]بیان شده است استفاده نمود. این اتصال، علاوه بر کاهش جریان­های خطا برای حفظ حفاظت اصلی رله، به بهبود سنکرونیزم بین DG و شبکه بعد از رفع خطا کمک می­ کند. اتصال دوتایی FCL، سهم جریان خطای DG را تا ۹۷% کاهش می­دهد. شکل زیر نحوه­ اتصال FCLدوتایی را به سیستم نشان می­دهد.
شکل۳- ۶: استفاده از FCL دوتایی
با توجه به شکل(۳-۶) اگر خطای ۱ (Fault-1) رخ دهد، FCL-DG عمل نموده و کل جریان DG را محدود می­ کند. در نتیجه، رله­های شبکه­ محلی^[۴۰] همچنان با یکدیگر بصورت هماهنگ عمل نموده و خطا را برطرف می­ کنند.
اگر خطای ۲ (Fault-2) اتفاق بیفتد FCL-Grid عمل نموده و تنها جریان خطایی که از DG به سمت شبکه بینهایت^[۴۱] می­رود محدود می­ شود. در این شرایط، شبکه­ محلی همچنان از طریق DG برقدار باقی می­ماند که این موضوع یکی از مزیت­های این روش می­باشد. یکی از مزایای این روش کاهش ۹۶ درصدی افت ولتاژ در باس متصل به DG می­باشد. شکل(۳-۷) ولتاژ این باس را نشان می­دهد.
شکل۳- ۷: کاهش افت ولتاژ به علت استفاده از FCL دوتایی
مزیت دیگر استفاده از FCLدوتایی همانطور که در شکل(۳-۸) مشاهده می­ شود کاهش نوسانات فرکانس از ۱۴/۰ به ۰۱/۰ هرتز می­باشد.
شکل۳- ۸: کاهش نوسانات فرکانس به علت استفاده از FCL دوتایی
فصل چهارم
روش پیشنهادی برای هماهنگی رله های سیستم توزیع در حضور تولیدپراکنده
پس از ورود DG به سیستم توزیع ، این سیستم از حالت یک­سوتغذیه به چندسوتغذیه تبدیل می­ شود. بنابراین پس از وقوع خطا در یکی از باس­ها و یا خطوط ممکن است جهت جریان خطا و یا اندازه­ آن تغییر کند. بدلیل اینکه تجهیزات حفاظتی استفاده شده در سیستم توزیع معمولاً از نوع رله­های اضافه جریان جهتی می­باشند این تغییرات در جریان خطا می ­تواند باعث بوجود آمدن ناهماهنگی بین رله­ها شود. در نتیجه ممکن است رله­ها عملکرد اشتباه داشته و ناحیه­ی دیگری را به جای ناحیه­ی خطادار بی­برق کنند و یا اینکه بخش وسیع­تری از سیستم توزیع از مدار خارج شود. برای رفع این مشکل روش­های مختلفی مورد بحث و بررسی قرار گرفته­اند که تعدادی از آنها را در فصل۳ مطرح شده و مزایا و معایب و همچنین نتایج بدست آمده از شبیه­سازی آنها بیان گردیده­اند.
ناحیه بندی سیستم توزیع به وسیله FCL برای حفظ هماهنگی رله­ها
در این پایان نامه روش جدیدی برای حفظ هماهنگی بین رله­های اضافه جریان در سیستم توزیع پیشنهاد می­ شود. این روش برای دو نوع سیستم توزیع قابل پیاده­سازی می­باشد:
سیستم توزیع حلقوی (چندسو تغذیه)
سیستم توزیع شعاعی با حضور DG
در این روش سیستم توزیع به نواحی مختلفی تقسیم شده به طوری که در هر ناحیه یکی از باس­های متصل شده به شبکه قدرت^[۴۲] وجود داشته باشد. بر روی خطوطی که نواحی مختلف را به یکدیگر متصل می­ کنند از FCL استفاده می­ شود. پس از ناحیه­بندی سیستم، رله­های هر ناحیه مستقل از نواحی دیگر، با هم هماهنگ می­شوند. مزایای این روش عبارتند از:
در شرایط وقوع خطا در یک ناحیه، جریان ورودی از نواحی دیگر محدود شده و در نتیجه سایر نواحی افت ولتاژ ناشی از خطا را تجربه نمی­کنند.
سطح اتصال کوتاه هر ناحیه پایین­تر می ­آید. بنابراین نیاز به تعویض تجهیزات حفاظتی کمتر می­ شود.
سرعت عملکرد رله­ها نسبت به روشی که FCLها در محل اتصال شبکه قدرت به سیستم توزیع نصب می­شوند[۴۵] بسیار بیشتر است. چون در این حالت جریان اتصال کوتاه عبوری از خطوط به علت وجود یک اتصال به Grid در هر ناحیه بالا باقی می­ماند. هر چند نسبت به شبکه بدون FCL جریان­های اتصال کوتاه کمتر است.
صرفه­جویی در تعداد FCLها در مقایسه با حالتی که FCL به صورت سری با هر DG [44] قرار گیرد.
شکل شماتیک این روش در شکل (۴-۱) نشان داده شده است.
شکل۴- ۱: روش معرفی شده برای ناحیه­بندی سیستم توزیع
روش ناحیه­بندی سیستم توزیع:
DGها در مقایسه با شبکه قدرت نمی ­توانند جریان خطای زیادی تولید کنند. بنابراین اگر جریان خطایی که از یک رله عبور می­ کند فقط ناشی از DGها باشد سرعت عملکرد رله به مراتب کمتر خواهد بود. به همین دلیل در روش پیشنهادی حداکثر تعداد ناحیه­های سیستم توزیع برابر با تعداد باس­های متصل شده به شبکه­ قدرت انتخاب می­شوند. با توجه به اینکه قدرت اتصال کوتاه باس­های متصل به شبکه قدرت بسیار بالا است هر کدام از این باس­ها در یک ناحیه قرار داده می­شوند تا سرعت عملکرد رله­ها در مقابل خطا بیشتر باشد.
یکی از سیستم­های مورد مطالعه در این پایان نامه بخش ۳۳ کیلوولت سیستم توزیع ۳۰ باسه IEEE می­باشد که از طریق ۳ باس به شبکه­ قدرت (۱۳۲ کیلوولت) متصل شده است. بنابراین یک سیستم چندسو تغذیه می­باشد. در این پایان نامه فرض بر این است که بر روی همه باس­های این سیستم بجز باس­هایی که به شبکه­ قدرت متصل شده ­اند از DG استفاده شده است. این سیستم را می­توان در شکل (۴-۲) مشاهده نمود.
شکل۴- ۲: سیستم تحت مطالعه
مشخصات این سیستم به طور کامل در پیوست ب آورده شده است.
با توجه به اینکه این سیستم از طریق ۳ باس (باس­های ۲ و ۸ و ۱۲) به شبکه­ قدرت متصل شده است بنابراین آنرا به سه ناحیه تقسیم می­کنیم بطوریکه در هر ناحیه فقط یکی از این سه باس وجود داشته باشند.
سیستم دیگری که در این پایان نامه مورد بحث قرار می­گیرد سیستم توزیع شعاعی ۶۹ باسه IEEE می­باشد که از طریق یک باس به شبکه قدرت متصل است. در اینجا فرض می­ شود که شانزده DG به باس­های مختلف این سیستم متصل شده ­اند که سه تای آنها دارای قدرت اتصال کوتاه بالا (نزدیک به قدرت اتصال کوتاه شبکه قدرت) هستند. بنابراین این سیستم، پس از اجرای الگوریتم پیشنهادی به ۴ ناحیه تقسیم می­ شود.
حال روش پیشنهادی برای جایابی FCLها را مورد بحث قرار می­دهیم.
روش جایابی FCLها:
برای محل نصب FCLها تمام خطوط سیستم توزیع می­توانند کاندیدا باشند. اما سعی بر آن است بهترین محل­ها برای نصب FCLها یافت شوند. همانطور که مشخص است سیستم تحت مطالعه از نوع مش می­باشد. چون DGها و بارها روی اتصال کوتاه کم تأثیرند از آنها در تحلیل آتی صرفنظر می­ شود. پس از این تحلیل اثر DGها برای وقوع خطا در سیستم توزیع در نظر گرفته می­ شود. بنابراین گراف شبکه همانطور که در شکل (۴-۳) مشاهده می­کنید رسم می­ شود. در این گراف هر نقطه نماد یک باس سیستم و هر خط نماد یک خط از سیستم می­باشد. همچنین محل­های اتصال سیستم توزیع به شبکه­ قدرت با یک مربع مشکی نشان داده شده ­اند.