PMU:
یا فناوری PMU اندازه گیری سنکرون کمیات فازوری شبکه‌های قدرت فناوری نسبتا” جدیدی می‌باشد و بهمین دلیل گروههای تحقیقاتی زیادی در سطح دنیا درباره کاربردهای آن بشرح زیر فعالیت می‌نمایند. تخمین و نمایش دقیق حالت سیستم قدرت در فواصل زمانی معین امکان پذیر بوده که بدین ترتیب میتوان پدیده‌های دینامیکی سیستم را از یک محل مرکزی مشاهده نموده و عملیات کنترلی مناسب را اعمال نمود.

 

سیستم اندازه گیری سنکرون فازوری، فناوری کاملا” جدیدی را برای تخمین حالت کل سیستم قدرت فراهم آورده است. با استفاده از فناوری جدید اکثر تاخیرهای ذاتی که در روشهای تخمین حالت موجود وجود دارند از بین رفته و شرکتهای برق قادر به تحلیل دینامیکی و استاتیکی حوادث شبکه در زمان حقیقی خواهند بود.
– بهبود توانائی تحلیل وضعیت سیستم پس از وقوع خطا، چرا که موقعیتهای لحظه‌ای دقیقی از رفتار سیستم را میتوان از طریق GPS فراهم نمود. بعنوان مثال وضعیت کلیدها، توان عبوری در خطوط مهم، دامنه ولتاژ شینهای بحرانی، توان خروجی ژنراتورهای مهم و … همگی استفاده می‌شوند تا براساس آن‌ها استراتژی کنترل و بهره برداری شبکه در مواقعی بحرانی، استخراج شود.

حفاظت پیشرفته بر اساس اندازه گیری سنکرون کمیات فازوری امکان پذیر خواهد بود. بعنوان مثال سیستم سنتی حفاظت خط مبتنی بر اندازه گیری کمیات دریک طرف خط برای تشخیص خطا می‌باشدو برای خطوط بحرانی با سنکرون نمودن اندازه گیریهای دوطرف خط توسط روشهای غیرمستقیم یک سیستم حفاظتی دیفرانسیل برای تشخیص خطا بوجود می‌آورند که از مطمئن‌ترین نوع حفاظت میباشد. درحالیکه در آینده سیستم PMU قادرخواهد بودکه سیستم حفاظت دیفرانسیل را بسادگی ایجاد نماید و بدین وسیله میزان خسارات وارده به سیستم قدرت بواسطه وقوع خطا‌ها را کاهش دهد.

 

 

یک نمونه از کاربرد اندازه گیری فازوری کمیات برای اهداف حفاظتی در رله‌های تطبیقی out of step می‌باشد. با استفاده از اندازه گیری زاویه فاز نقاط مهم شبکه در زمان حقیقی و به کمک مفهوم پایداری گذرا میتوان رله‌های out of step بهبود یافته ائی طراحی نمود. آزمایشهای میدانی چنین رله هائی در شبکه‌های فلوریدا – جورجیا اجرا شده و نتایج امیدوار کننده‌ای را نشان داده است. همچنین مشابه چنین طرحی نیز در شرکت برق فرانسه (EDF) در دست اجرا می‌باشد.
– کنترلهای پیشرفته براساس فیدبک راه دورامکانپذیر بوده که عملکردسیستم رابهبود خواهد بخشید.

 

 

یکی از مهمترین اجزاء یک سیستم مدرن مدیریت انرژی در شرکتهای برق فرآیند تخمین حالت سیستم قدرت براساس اندازه گیری کمیات آن در زمان واقعی می باشد. حالت سیستم قدرت براساس مجموعه ائی از مقادیر مولفه مثبت ولتاژ که از شینهای شبکه بطور همزمان تهیه میشوند تعریف میگردد.

 

فناوری تخمین حالت که در حال حاضر استفاده میگردد در سال 1960 ایجاد شده و بر اساس کمیات اندازه گیری شده غیرسنکرون عمل می نماید. برای تخمین حالت سیستم می باید تعداد زیادی معادلات غیر خطی بصورت بهنگام حل شوند. اما بواسطه نرخ پائین اسکن اطلاعات و سرعت کم محاسبات، فناوری حاضر قادر به تهیه اطلاعات بهنگام درباره وضعیت دینامیکی سیستم قدرت نمی باشد.

 

یکی از راه حلهای آینده برای مونیتورینگ زمان حقیقی شبکه های قدرت، سیستم   PMU (Phasor Measurement Units) می باشد که با کمک سیستم GPS سیگنالهای زمانی بسیار دقیقی از اطلاعات شبکه های قدرت را جمع آوری و استفاده می نماید. گیرنده ماهواره ائی GPS اطلاعات دقیقی از وضعیت ولتاژ سه فاز پستها و جریان خطوط، ترانسفورماتورها و بارها را جمع آوری و در اختیار PMU قرار میدهد. براساس این اطلاعات، مؤلفه مثبت ولتاژ و جریانها در لحظه زمانی اندازه گیری بطور دقیق در مقیاس میکروثانیه محاسبه شده و بدینوسیله زاویه فاز آنها استخراج میگردد.

 

GPS سیستمی است که از 24 ماهواره واقع در 6 مدار تشکیل شده که حدودا” در فاصله 10000 مایلی از سطح زمین قرار دارند. موقعیت صفحه هر یک از مدارها و موقعیت ماهواره ها در مدارها بگونه ای است که در هر لحظه و در هر نقطه از سطح زمین چهار ماهواره در دید می باشند و اغلب بیشتر از 6 ماهواره قابل رویت است. مکانیزم و عملکرد سیستم GPS بدین گونه است که به هریک از سیگنالهای اندازه گیری شده یک سیگنال زمان منتسب و همراه می گرداند. فرمت دقیق انتساب زمان براساس استاندارد IEEE , 1344 تعریف میشود.

 

اطلاعات فازوری مولفه مثبت کلیه پستهائی که به سیستم PMU مجهز می باشند همگی در یک سایت مرکزی مناسب جمع آوری شده و برای کاربردهای حفاظتی و کنترلی استفاده میگردند. درحقیقت جمع آوری و پردازش این اندازه گیریهای سنکرون مبنای یک فناوری جدید و نسبتا” قوی را برای مونیتورینگ، حفاظت و کنترل شبکه های قدرت فراهم می آورد.

 

نحوه ارسال و مخابره اندازه گیریهای زمانی سنکرون از کمیات شبکه به بخش متمرکزساز اطلاعات بسیار اساسی و حیاتی می باشد. فناوریهای مختلفی مانند سیستم باسیم، سیستم شبکه رادیوئی، میکروویو، تلفنهای عمومی، تلفنهای سلولی، سیستم دیجیتال بی سیم و ترکیبی از این فناوریها برای ارسال و مخابره اطلاعات اندازه گیری شده استفاده میگردد. فرمت فایلهای اطلاعات خروجی که توسط PMU ایجاد میشوند براساس استاندارد شماره     IEEE , 1344 تعریف شده اند. استاندارد کمک می نماید تا مطمئن شویم که کاربرهای آینده که میخواهند از کمیات فازوری اندازه گیری شده بطور سنکرون استفاده نمایند قادر خواهند بود که به اطلاعات فازوری تهیه شده توسط PMU سازندگان مختلف دسترسی پیدا نمایند.

 

PMU یا فناوری اندازه گیری سنکرون کمیات فازوری شبکه های قدرت فناوری نسبتا” جدیدی می باشد و بهمین دلیل گروههای تحقیقاتی زیادی در سطح دنیا درباره کاربردهای آن بشرح زیر فعالیت می نمایند.

 

تخمین و نمایش دقیق حالت سیستم قدرت در فواصل زمانی معین امکان پذیر بوده که بدین ترتیب میتوان پدیده های دینامیکی سیستم را از یک محل مرکزی مشاهده نموده و عملیات کنترلی مناسب را اعمال نمود. سیستم اندازه گیری سنکرون فازوری، فناوری کاملا” جدیدی را برای تخمین حالت کل سیستم قدرت فراهم آورده است. با استفاده از فناوری جدید اکثر تاخیرهای ذاتی که در روشهای تخمین حالت موجود وجود دارند از بین رفته و شرکتهای برق قادر به تحلیل دینامیکی و استاتیکی حوادث شبکه در زمان حقیقی خواهند بود.

 

بهبود توانائی تحلیل وضعیت سیستم پس از وقوع خطا، چرا که موقعیتهای لحظه ای دقیقی از رفتار سیستم را میتوان از طریق GPS  فراهم نمود. بعنوان مثال وضعیت کلیدها، توان عبوری در خطوط مهم، دامنه ولتاژ شینهای بحرانی، توان خروجی ژنراتورهای مهم و … همگی استفاده می شوند تا براساس آنها استراتژی کنترل و بهره برداری شبکه در مواقعی بحرانی، استخراج شود.

 

حفاظت پیشرفته بر اساس اندازه گیری سنکرون کمیات فازوری امکان پذیر خواهد بود. بعنوان مثال سیستم سنتی حفاظت خط مبتنی بر اندازه گیری کمیات دریک طرف خط برای تشخیص خطا می باشدو برای خطوط بحرانی با سنکرون نمودن اندازه گیریهای دوطرف خط توسط روشهای غیرمستقیم یک سیستم حفاظتی دیفرانسیل برای تشخیص خطا بوجود می آورند که از مطمئن ترین نوع حفاظت میباشد. درحالیکه در آینده سیستم PMU قادرخواهد بودکه سیستم حفاظت دیفرانسیل را بسادگی ایجاد نماید و بدین وسیله میزان خسارات وارده به سیستم قدرت بواسطه وقوع خطاها را کاهش دهد.

یک نمونه از کاربرد اندازه گیری فازوری کمیات برای اهداف حفاظتی در رله های تطبیقی out of step می باشد. با استفاده از اندازه گیری زاویه فاز نقاط مهم شبکه در زمان حقیقی و بکمک مفهوم پایداری گذرا میتوان رله های out of step بهبود یافته ائی طراحی نمود. آزمایشهای میدانی چنین رله هائی در شبکه های فلوریدا – جورجیا اجرا شده و نتایج امیدوار کننده ای را نشان داده است. همچنین مشابه چنین طرحی نیز در شرکت برق فرانسه (EDF) در دست اجرا می باشد.

 

کنترلهای پیشرفته براساس فیدبک راه دورامکانپذیر بوده که عملکردسیستم رابهبود خواهد بخشید

 

در چهار واحد اندازه گیری فازور (PMU) ازتولید کنندگان مختلف. تغییر فاز و ضعف درفرکانس اساسی، عملکرد تحت سیستم شرایط و عملکرد متعادل و نامتعادلتحت فرکانس متغیر سیستم مسائل مربوط به آن است برای این ارزیابی مقایسه ای. نتایج ارائه شده استدر ارزیابی مقایسه ای از ویژگی ها و عملکرد از واحدهای PMU. نتایج این کار نشان می دهد که داده هاز واحد های آزمایش شده PMU فقط دقت قابل مقایسه است تحت شرایط عملکرد فرکانس نامی در فرکانس فرکانسی آفنی هر واحد PMU آزمایش شده فاز و اندازه متفاوت را برای مشترک به ارمغان آورده است سیگنال ولتاژ اندازه گیری شده Synchrophasor موجود استاندارد فاز یا اندازه را مشخص نمی کند عملکرد عملیاتی فرکانس نامشخص. این استاندارد در حال بررسی است و انتظار می رود که استاندارد تجدید نظر به طور خاص آدرس خواهد شدعملکرد در فرکانسهای نامشخص.

 

 

واحدهای اندازه گیری فازور (PMU) یکی از مهمترین موارد هستند

توسعه جالب در زمینه زمان واقعی نظارت بر سیستم های قدرت واحدهای PMU اندازه گیری زمان واقعی ولتاژ های توالی مثبت و جریان در ایستگاه های برق قدرت. به طور معمول

پنجره های اندازه گیری 1 چرخه اساسی هستند

فرکانس، و اندازه گیری زمان به مهر تایپ شده است

سیگنال هماهنگ سازی زمان GPS مشترک. داده ها از

پست ها در یک محل مناسب و با هم ترازی جمع آوری می شوند

تمبرهای زمان اندازه گیری یک تصویر منسجم از

دولت سیستم قدرت ایجاد شده است. بسیاری

برنامه های کاربردی این اندازه گیری ها شرح داده شده است

در ادبیات

الگوریتم های متعددی برای برآورد میزان آن استفاده می شود

و فاز جریان و ولتاژ؛ با این حال، یکی از اغلب توسط تولید کنندگان PMU استفاده می شود فیلتر فوریه به دلیل ویژگی هارمونیک رد و برآورد سرعت، و همچنین فرمول بازگشتی آن [1]. اگر چه اساس فازور هماهنگ شده است

 

 

اندازه گیری ممکن است برای هر واحد PMU در واحد مشابه باشدبازار، اجرای الگوریتم اندازه گیریممکن است بین واحدهای PMU متفاوت باشد. کارخانه ها هستندآزاد به انتخاب متغیرهایی مانند اندازه اندازه پنجره،نرخ نمونه برداری، زمان چاپ و نرخ محاسبات phasor بهالگوریتم اندازه گیری استاندارد را به آن خاص متصل کنیدالزامات سخت افزار و / یا محدودیت ها برای دستیابی به آنحداکثر دقت اندازه گیری این تفاوت دراجرای الگوریتم اندازه گیری phasor ممکن استمنجر به تفاوت در واحد های PMU مختلف می شودتولید می کند، که می تواند مخلوط و مسابقه را در معرض خطر قرار دهداستفاده از این واحدهای PMU. به عنوان مثال، دقتاندازه گیری با استفاده از 16 بیت واقعی A / D افزایش می یابدمبدل ها، و با استفاده از پنجره های داده های دیگر. با این حالطول پنجره ی داده ها بیشتر از عامل کاهش استناشی از عملیات فرکانس نامشخص [2]. بنابراین PMUواحدهای با استفاده از اندازه های مختلف داده ها می توانند انتظار داشته باشندضبط مقادیر مختلف فازور را در فرکانس خاموش اسمیعمل

 

 

 

علاوه بر این، فرایند محاسبه phasor نیاز به فیلتر کردن دارد از فرکانس های بالاتر از نیمی از نرخ نمونه گیری برای جلوگیری از آ alasing معیار Nyquist). فیلتر کردن بهتر باعث افزایش اندازه گیری می شود دقت، اما تاخیرها، تغییرات فاز و دامنه را نشان می دهد از آنجا که سازندگان انواع مختلفی را می پذیرند نرخ نمونه برداری و فیلتر کردن واحدهای PMU آنها یکسان است

عملکرد این واحدها ممکن است به طور خودکار به دست نیاید تحت شرایط فرکانس نامنظم

 

نتایج آزمون نشان می دهد که این واحدها را می توان ترکیب کرد در برنامه های کاربردی با حالت پایدار و پویا به آرامی متفاوت است شرایط در فرکانس اساسی. این به آن نیاز دارد مقیاس اندازه گیری شده و فاز در فاز اصلاح می شودواحد یا در برنامه کاربردی مورد توجه قرار گیرد. ایننتایج همچنین نشان می دهد که عملیات در 10٪ یا کمتر از اسمی استمقدار خطاهای بزرگی و فیزیکی را تا حد زیادی افزایش می دهددر میان واحدها تست نیز نشان داد که اطلاعات از PMU های مختلف تولید را نمی توان برای فرکانس غیرمجاز ترکیب کرد عمل. حتی برای واحدهای با الگوریتم اصلاح، استفاده از الگوریتم های اصلاح متفاوت، فاز مختلف ومقادیر زیاد در فرکانس های مختلف. موجود است استاندارد Synchrophasor نیازی به فاز و اندازه ندارداصلاح برای عملیات فرکانس نامشخص. استاندارد در حال بازنگری است و انتظار می رود که اصلاح شوداستاندارد به طور خاص نیازهای عملکرد را در فرکانسهای نامشخص

 

 

 

رفرنس :

انجمن جهانی ieee

کتابخانه جهانی libgen

 

 

1 دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.