ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

تمثيل شبكات النقل الكهربائية الحاوية على أنظمة VSC-HVDC

Transmission System Containing VSCHVDC Analysis and Simulation

1117   1   0   0.0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2018
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Mhd Mouffak AlKhateeb




اسأل ChatGPT حول البحث

يعد استخدام أنظمة النقل بالتيار المستمر عموماً ونظام VSC-HVDC خصوصاً ضرورة ملحة في الشبكات الكهربائية التي يتم العمل على تحسين مردودها لأن لها فوائد جليلة لا تنحصر في ربط الشبكات ذات الترددات المختلفة وربط أنظمة الطاقات المتجددة مع الشبكة بل إنها تتيح التحكم بجريان الاستطاعة في خطوط الشبكة بما يفيد في تقليل الضياعات وتحقيق الجريان الأمثل للاستطاعة في الشبكات. كما أن للتحكم بجريان الاستطاعة فوائد عظيمة وخاصة في الشبكات التي تحوي على أكثر من مزود للطاقة وبالتالي من الممكن تحقيق فوائد اقتصادية وكذلك الأمر بالنسبة لجدولة استيراد الطاقة من الدول المجاورة مما ينعكس إيجابياً على استقرار الشبكات. تم في هذا البحث التعرض إلى أنواع HVDC ومقارنتها ثم تم نمذجة شبكة معيارية ثم تم إضافة نظام VSC-HVDC وبعدها تم اقتراح برنامج حاسوبي متكامل يقوم بتخزين مصفوفة ثلاثية الأبعاد تمثل الاستطاعة الفعلية والاستطاعة الردية والضياعات في الشبكة ثم رسم هذه المصفوفة رسم ثلاثي الأبعاد مما يمكننا من مسح مجال عمل نظام VSC-HVDC وبالتالي تقصي نقطة العمل التي تعطي أصغر ضياع للشبكة المدروسة.


ملخص البحث
يستعرض هذا البحث أهمية وضرورة استخدام أنظمة النقل بالتيار المستمر عالي التوتر VSC-HVDC في الشبكات الكهربائية لتحسين كفاءتها. يوضح البحث كيف يمكن لهذه الأنظمة أن تربط بين الشبكات ذات الترددات المختلفة وتدمج الطاقة المتجددة، بالإضافة إلى التحكم في جريان الاستطاعة لتقليل الضياعات وتحقيق الجريان الأمثل للاستطاعة. يتناول البحث أنواع أنظمة HVDC ويقارن بينها، ثم يقدم نمذجة لشبكة معيارية مع إضافة نظام VSC-HVDC. كما يقترح برنامج حاسوبي متكامل لتخزين مصفوفة ثلاثية الأبعاد تمثل الاستطاعة الفعلية والاستطاعة الردية والضياعات في الشبكة، مما يمكن من تحديد نقطة العمل التي تعطي أصغر ضياع للشبكة. يعتمد البحث على النمذجة باستخدام برنامج DigSilent ولغة البرمجة DPL، ويقدم نتائج مقارنة بين التمثيل البرمجي والمرجعيات المتاحة، مع التركيز على تحسين استقرار الشبكات وتقليل الضياعات.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: يعد هذا البحث خطوة مهمة في مجال تحسين كفاءة الشبكات الكهربائية باستخدام أنظمة VSC-HVDC. ومع ذلك، يمكن توجيه بعض النقد البناء للبحث. أولاً، كان من الممكن توسيع نطاق الدراسة لتشمل شبكات أكبر وأكثر تعقيدًا من الشبكة المعيارية المستخدمة. ثانيًا، لم يتم التطرق بشكل كافٍ إلى التحديات العملية والتكاليف المرتبطة بتطبيق هذه الأنظمة في الشبكات الحقيقية. ثالثًا، كان من الممكن تقديم تحليل أعمق للتأثيرات الاقتصادية والفنية لاستخدام أنظمة VSC-HVDC مقارنة بالأنظمة التقليدية. على الرغم من هذه النقاط، فإن البحث يقدم إسهامًا قيمًا في مجال تحسين كفاءة الشبكات الكهربائية وتقليل الضياعات.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي الفوائد الرئيسية لاستخدام أنظمة VSC-HVDC في الشبكات الكهربائية؟

    الفوائد الرئيسية تشمل ربط الشبكات ذات الترددات المختلفة، دمج الطاقة المتجددة، التحكم في جريان الاستطاعة لتقليل الضياعات، وتحقيق الجريان الأمثل للاستطاعة في الشبكات.

  2. ما هي الأدوات البرمجية المستخدمة في هذا البحث لنمذجة الشبكة ودراسة الضياعات؟

    تم استخدام برنامج DigSilent ولغة البرمجة DPL لنمذجة الشبكة ودراسة الضياعات.

  3. كيف يمكن لنظام VSC-HVDC تحسين استقرار الشبكات الكهربائية؟

    يمكن لنظام VSC-HVDC تحسين استقرار الشبكات الكهربائية من خلال التحكم المستقل في الاستطاعة الفعلية والردية، مما يتيح مرونة أكبر في تشغيل الشبكات وتقليل الاضطرابات.

  4. ما هي النقطة التشغيلية المثلى التي تم تحديدها في البحث لتقليل الضياعات في الشبكة؟

    النقطة التشغيلية المثلى التي تم تحديدها هي (37MW, 99MVar)، حيث تقل الضياعات من 4.91 إلى 4.31، مما يمثل تحسنًا يزيد عن 12%.


المراجع المستخدمة
Bahrman, Michael, Abdel-Aty Edris, and Rich Haley. "Asynchronous back-to-back HVDC link with voltage source converters." In Minnesota Power Systems Conference. 1999.
Sood, Vijay K. HVDC and FACTS controllers: applications of static converters in power systems. Springer Science & Business Media, 2006
Cole, Stijn. "Steady-state and dynamic modelling of VSC HVDC systems for power system simulation." Katholieke Universiteit Leuven, Leuven-Heverlee, PhD. Thesis (2010).
Sellick, R. L., and Markus Åkerberg. "Comparison of HVDC Light (VSC) and HVDC Classic (LCC) site aspects, for a 500MW 400kV HVDC transmission scheme." (2012): 23-23.
Guo, Chunyi, Yi Zhang, Aniruddha M. Gole, and Chengyong Zhao. "Analysis of dual-infeed HVDC with LCC–HVDC and VSC–HVDC." IEEE Transactions on Power Delivery 27, no. 3 (2012): 1529-1537.
Flourentzou, Nikolas, Vassilios G. Agelidis, and Georgios D. Demetriades. "VSC-based HVDC power transmission systems: An overview." IEEE Transactions on power electronics 24, no. 3 (2009): 592-602.
Kalitjuka, Tatjana. "Control of voltage source converters for power system applications." Master's thesis, Institutt for elkraftteknikk, 2011.
Zhang, Lidong. "Modeling and control of VSC-HVDC links connected to weak AC systems." PhD diss., KTH, 2010.
Anderson, Paul M., and Aziz A. Fouad. Power system control and stability. John Wiley & Sons, 2008
قيم البحث

اقرأ أيضاً

إن الحاجة إلى قابلية تحكم عالية في شبكات التيار المتناوب و/أو ربط أنظمة قدرة غير متزامنة (ذات تردد مختلف) يجعلان من نظام حلقة الوصل بالتيار المستمر عالي التوتر- مبدل منبع توتر VSC-HVDC link تقانة جذابة لمعظم شبكات نقل القدرة الكهربائية.من ميزات نظام VSC-HVDC قابلية التحكم العالية بالاستطاعة الفعلية و الردية على طرفي المبدلات و القدرة على حسين استقرار أنظمة القدرة AC المحيطة به. يتيح التحكم بجريان الاستطاعة تحقيق نقل استطاعة أعظمي، و استقرار نظام القدرة و تحسين جودة الطاقة الكهربائية و موثوقيتها. هدف البحث إلى تطوير نموذج رياضي و خوارزمية لتحليل جريان الاستطاعة في الحالة المستقرة لنظام قدرة كهربائية يحتوي على VSC-HVDC وسعت مصفوفة اليعقوبي في خوارزمية نيوتن- رافسون، و هي العلاقة بين التوتر و الاستطاعة في حالات عدم التطابق, بنتغيرات النظام VSC-HVDC من أجل التحكم بكل من الاستطاعة الفعلية و الردية و قيمة التوتر بشكل مستقل. أنجز برنامج حاسوبي، تضمن وسائل التحكم في بارامترات VSC-HVDC و أعطى خصائص تقارب عالية جداً. تضمنت الدراسة النظام BTB) VSC-HVDC link ) مبدلاه متصلا نعقب-عقب مباشرة و النظام full VSC-HVDC الذي يصل بين قضيبي تجميع تيار متناوب عبر حلقة وصل تيار مستمر DC link . جرى التحقق من الخوارزمية المطورة و فعالية البرنامج المنجز من خلال تطبيقه على عدد من الأنظمة القياسية و منها ما جرى على IEEE 14-bus system .
ُتعد مسألة إبقاء التوترات ضمن الحدود المطلوبة إحدى المسائل الأساسية في تشغيل نظام القدرة الكهربائية،و لما كانت توترات العقد في نظام القدرة تتأثر بشكل ملحوظ بتغيرات الأحمال و بدخول العناصر الكهربائية أو بخروجها على الدارة المكافئة لنظام القدرة كانت ال حاجة إلى تنظيم التوتر بقابلية تحكم عالية. وبسبب تنامي استخدام أنظمة نقل التيار المتناوب المرنةبشكل عام و FACTS منها المعوضات التزامنية الساكنة STATCOM في نظم القدرة الكهربائية من أجل تحسين استقرار التوتر و بسبب الحاجة إلى برمجيات غير متاحة دومًا، كان هدف البحث هو تطوير نموذج رياضي و خوارزمية و برنامج حاسوبي لتحليل جريان الاستطاعة في الحالة المستقرة في نظام قدرة كهربائية يحتوي على معوض تزامني ساكن STATCOM . وسعت مصفوفة اليعقوبي في خوارزمية نيوتن-رافسون، و هي العلاقة بين التوتر و الاستطاعة في حالات عدم التطابق، بمتغيرات نظام STATCOM من أجل ضبط التوتر و التحكم بالاستطاعة الردية التي يقدمها أو يمتصها في العقدة المشتركة مع نظام القدرة بقابلية تحكم عالية. أنجز برنامج حاسوبي، تضمن وسائل التحكم في بارامترات نظام STATCOM أعطى خصائص تقارب عالية جدًا. تم التحقق من الخوارزمية المطورة و فعالية البرنامج المنجز من خلال تطبيقه على عدد من الأنظمة القياسية عرض منها ما تم على IEEE 5-bus system وأجريت اختبارات على شبكة النقل الكهربائية السورية 400 kV .
تدرس هذه المقالة منهجية جديدة لتحديد وجود العطل من عدمه، و تصنيف الاعطال في الوقت الحقيقي بالاعتماد على الشبكات العصبونية في خطوط نقل القدرة الكهربائية. تعتمد هذه الخوارزمية على استخدام إشارات الجهود، و التيارات بوصفها يمثل دخل للشبكات العصبونية بعد تقطيعها بتردد تقطيع 1 KHz، و بدون استخدام نافذة بيانات متحركة، حيث ان إشارات الدخل تعالج لحظياً على شكل سلسلة من البيانات المتلاحقة. يعتمد النموذج على ثلاث شبكات عصبونية يعالج كل منها بيانات طور من الأطوار بالإضافة الى شبكة عصبونية رابعة للجهد و التيار الصفريين. يتمكن هذا النظام من تحديد نوع العطل خلال زمن لا يتجاوز الـ 5 ميلي ثانية. تتطلب أنظمة القدرة الحديثة تقنية دقيقة و سريعة للمعالجة في الوقت الحقيقي. تبين دراسات المحاكاة أن التقنية المقترحة قادرة على تمييز حالات العطل المختلفة بشكل دقيق جداً، و قد نجحت هذه التقنية في تحديد جميع أنواع الأعطال تحت شروط النظام المختلفة، بالتالي فإنها دقيقة بنسبة 100% و مناسبة للتطبيق في الزمن الحقيقي.
اختُبرتْ في هذا البحث فعالية عملية التخثير الكهربائي الدفقي، باستخدام أقطاب الحديد الكهربائية ذات الوصل الفردي، بهدف إزالة الكروم ثلاثي التكافؤ +3 Cr من مياه الصرف التركيبية. جرت دراسة تأثير كل من كثافة التيار الكهربائي (ضمن المجال من 2 و حتى 25 م يلي أمبير/سم 2) و تركيز الكروم الابتدائي (ضمن المجال من 50 و حتى 250 مغ/ل) في كفاءة إزالة الكروم في خلية دفقية مضطربة؛ و ذلك بهدف تحديد أفضل البارامترات التجريبية لهذه العملية.
أخذ التوليد الموزع المنتشر عالمياً دوراً مهماً في تشغيل أنظمة توزيع القدرة الكهربائية. و على أية حالة، فإن وجود التوليد الموزع له تأثيرات في موضوعات مختلفة مثل تيارات الأعطال و الحمايات من الأعطال و مخططات عمل نظم الحماية. في حال وجود قصر كهربائي في النظام، فإن وجود منبع توليد موزع أو أكثر يمكن أن يؤثر في سوية تيارات القصر، و في مراقبة التوترات و التيارات في المحطات الفرعية. إن منبع التوليد الرئيسي ليس عليه أن يحقن استطاعة إضافية في الخط بسبب منبع التوليد الموزع، و بناء على ذلك ستكون التيارات و التوترات في المحطات الفرعية مختلفة عن تلك المقيسة دون وجود التوليد الموزع.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا