FACTS Based Stabilizers for Dynamic Stability Enhancement of Weakly Interconnected Power Systems
No Thumbnail Available
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
قد تؤدي ظاهرة الاهتزازات ذات الترددات الضئيلة في نظم الطاقة الكهربائية إلى تضعيف استقرار النظام الكهربائي أو إلى عدم استقراره بعد حدوث قصر كهربائي شديد. لذلك أولى كثير من الباحثين اهتماما كبير للحد من هذه الظاهرة عبر تقديم بعض الحلول الفنية كاستخدام أجهزة مضبطات نظم الطاقة و المضبطات المستندة على الأنظمة المرنة لنقل التيار المتردد. حيث اثبتت كثير من البحوث العلمية و العملية كفاءة هذه الأجهزة في تهبيط الترددات الضئيلة إلى الحدود المسموحة فنية أو إخمادها كليا. كذلك تبين كثير من البحوث العلمية أفضلية تصميم مكونات هذه الأجهزة باستخدام إحدى طرق التصميم المثلى بدلا من استخدام الطرق التقليدية. كما اثبت العديد من الباحثين أن التنسيق بين نظم التحكم المختلفة في المنطقة الواحدة او المناطق المترابطة يسهم في الاستفادة القصوى منها. لذلك يتضمن هذا البحث دراسة مستفيضة لإحدى نظم الطاقة الكهربائية المحلية للكشف عن وجود هذه الظاهرة بين المناطق المترابطة. لكن قبل البدء في التحاليل الديناميكية، يتطلب البحث اختزال النظام الكهربائي لتقليص حجمه دون فقد خواصه الديناميكية لتسهيل عملية تحليله و تصميم مكونات أجهزة التحكم. بعد ذلك يتم تحليل النظام الكهربائي المختزل للكشف عن وجود ترددات ضئيلة عن طريق التحاليل الشكلية و المحاكاة الزمنية الغير خطية لإشارات الشبكة. يهدف هذا البحث إلى دراسة ثلاث طرق لتصميم مكونات أجهزة التحكم لتحسين الاستقرار الديناميكي و لتقليل الترددات الضئيلة أو إخمادها كليا. الطريقة الأولى تعتمد على تركيب أجهزة مضبطات نظم الطاقة و تصميم مكوناتها بشكل متزامن مع بقية الأجهزة المماثلة القائمة. الطريقة الثانية تدرس خيار تركيب أحد أجهزة المضبطات المستندة على الأنظمة المرنة لنقل التيار المتردد و تصميم مكوناته بشكل منفرد. الطريقة الثالثة تدمج الطريقتين السابقتين، حيث يتم تصميم أجهزة مضبطات نظم الطاقة و الأجهزة المستندة على الأنظمة المرنة لنقل التيار المتردد بشكل متزامن. تم استخدام عدة برامج أهمها برنامجي محلل نظم الطاقة الكهربائية (PSS/E) لتحليل و اختزال النظام الكهربائي و برنامج الأفعى (Python) لبرمجة تقنية التصميم المثلى التي يطلق عليها اسم طريقة الحل المثلى سرب الجسيمات المعدلة. يتم تصميم مكونات المضبطات باعتبار نقطة تشغيل واحدة و من ثم يتم اختبار التصاميم المقترحة على النظام الغير مختزل باعتبار نقاط تشغيلية أخرى لتأكد من قوة ثبات نظم التحكم المقترحة. تثبت نتائج الدراسة بأن الطرق المقترحة لتصميم أجهزة التحكم فعالة و تسهم في تحسين الاستقرار الديناميكي للنظام و زيادة كفاءته و بالتالي زيادة قدرات النقل بين المناطق المترابطة. كذلك تبين الدراسة أن أفضل طريقة لتصميم نظم التحكم هي الطريقة الأخيرة من حيث أداء النظام الكهربائي. بالإضافة إلى ذلك تبين الدراسة ان الطريقة المتبعة لاختزال النظام الكهربائي دقيقة و يمكن استخدامها لتقليص حجم نظم الطاقة الكهربائية الكبيرة لاستخدامها في تصميم نظم التحكم.