نظام التوزيع وتأثيره على هامش استقرار الجهد الكهربائي

بالعادة لا يتم الإبلاغ عن خسائر الشبكة الكهربائية على هامش استقرار الجهد (VSM) لنظام النقل بشكل شامل حتى الآن، لكن يتم التركيز نظرياً في تأثير هذه العوامل على (VSM)، وبعد ذلك وللحصول على نتائج أكثر واقعية لـ (VSM)؛ فإنه يتم تنفيذ تدفق الطاقة المستمر (CPF) بطريقة منسقة بما في ذلك نظامي النقل والتوزيع الكهربائي.

تحليل نظام التوزيع ومدى التأثير على استقرار الجهد الكهربائي

في هذا التحليل؛ فإنه يتم فحص تأثير نمذجة تحميل (DS) والخسائر والقدرة التفاعلية (RES) وموقعها على هوامش استقرار قيمة الجهد الكهربائي.

بالنسبة الى نمذجة الحمل (LM) وبشكل عام يتم تحديد الأحمال كقيم ثابتة للقدرة النشطة والمتفاعلة عند مستوى (TS)، ومع ذلك تتكون (DS) من أحمال صناعية وسكنية وتجارية تعتمد على الجهد الكهربائي، وفي ظل وجود مجموعة متنوعة من نماذج الحمل؛ يتأثر حل تدفق الطاقة بشكل كبير، كما يمثل المصطلح [SdD (VD، λ)] الخصائص المعتمدة على الجهد لأحمال (DS)، أيضاً يمكن التعبير عن الحمل الحقيقي والتفاعلي للناقل (i) في (DS) مروراً بالصيغة الأسية على النحو التالي:

حيث أن:

(Pdi0 ،Qdi0): تمثل الأحمال النشطة والمتفاعلة عند الجهد الاسمي (Vn ،VI).

(λ = 0): هو مقدار الجهد عند الناقل.

(npi ،nqi): تمثل قيم الأس للقدرة الحقيقية والتفاعلية على التوالي.

في كل ناقل يمكن أن يكون لها نطاق واسع ويتم تحديد قيمها وفقاً؛ فإنه من الجدير بالذكر أن (DSO) هو الذي لديه معلومات أفضل عن تكوين الحمل الكهربائي الخاص به من (TSO)، وبالتالي وحتى إذا تم تنفيذ (TCPF) من خلال افتراض نموذج طلب مخفض لـ (DS) مع أسِس حمل مكافئة متصلة كحمل عند (BB) على سبيل المثال (TCPF-LM)؛ فإنه يمكن المبالغة في تقدير (VSM) أو التقليل من شأنها.

ونظراً لأن الحمل (Pdi) هو دالة (λ) والجهد الكهربائي للشبكة (Vi) وكذلك (Vi) نفسه هو وظيفة (λ)، مثل أنه مع زيادة تحميل النظام ينخفض الجهد الكهربائي، بحيث لا يمكن إهمال اعتماد الجهد على الحمل، كما أنه تم توضيح تأثير نمذجة الحمل المعتمد على الجهد على (VSM) في الشكل التالي (2-a)، والذي يوضح تباين (Pdi) مع معلمة التحميل (λ) للناقل في نظام به حمل يعتمد على الجهد الكهربائي.

كذلك تتوافق المنحنيات الثلاثة مع قيمة مختلفة لأس الحمل (n)، بحيث يمكن ملاحظة أنه يمكن زيادة الحمل إلى قيمة معينة لـ (λ)، والتي تسمى نقطة تحميل حرجة لتلك الناقل (λc)، وبعد هذه النقطة وحتى إذا تم زيادة؛ فإن قوة الحمل تنخفض لأن معدل الانخفاض في الجهد يكون أكثر هيمنة من الزيادة في (λ).

مساهمة المحول الكهربائي البيني في تنظيم الجهد الهامشي

يتمثل دور المحول المترابط في المحطة الفرعية في تنظيم جهد الناقل الثانوي، والذي يتم التعامل معه أيضاً على أنه ناقل مرجعي لـ (DS)، بحيث يُعزى إجراء دراسات تقييم أمان الجهد باستخدام نمذجة حمل الطاقة الثابت إلى افتراض استعادة الجهد الثانوي للمحول من خلال مغيرات ضغط التحميل (LTC)، ومع ذلك؛ فإن هذا الافتراض لا يصح على حسابات مختلفة.

أولاً وبالنظر إلى عمر الأصل المادي؛ يكون عدد عمليات تغيير النقر في اليوم محدوداً، وعلاوة على ذلك تعمل مغيرات الصنبور بطريقة متدرجة بدلاً من العمل المستمر، وثانياً في ظل الظروف المجهدة؛ قد يصل (LTC) إلى الحد الأقصى، حيث يبدأ ثانوي المحول بعد الجهد الكهربائي الأساسي، ولهذه الأسباب يجب دمج اعتماد الأحمال على الجهد في دراسات تقييم أمن الجهد، كما ويمكن التفكير في الأمر نفسه من خلال تفاعل (TSO-DSO).

مدى القدرة على رد الفعل عند توصيل مصادر الطاقة المتجددة

بشكل عام، يتم توصيل (DGs) القائمة على الطاقة المتجددة، على سبيل المثال الطاقة الشمسية، وذلك من خلال محول طاقة إلكتروني إلى (DS)،والتي لديها القدرة على توفير دعم طاقة حقيقي وتفاعل محلياً والشبكة الرئيسية، كما يتم التركيز على أهمية النظر في تأثير (RES) على مستوى الإرسال ويعرض النمذجة المجمعة في المحطة الفرعية.

ومع ذلك؛ فقد ذكر أيضاً أن التكافؤ على مستوى المحطة الفرعية غير موصى به عموماً لسيناريوهات اختراق الطاقة المتجددة العالية حيث يمكن تحريف النماذج، وبالتالي يمكن أن يساعد تفاعل (TSO-DSO) في تحديد التأثير المحتمل لـ (RES)، وعادة يتم تشغيل هذه الموارد عند معامل القدرة الموحد أو يتم النظر في حدود القدرة التفاعلية الثابتة، ولكن يمكن جعلها تعمل عند بعض عوامل القدرة لجني المزيد من الفوائد.

وبالتالي يمكن أن يكون للقدرة التفاعلية لـ (RES) تأثير بارز على (VSM) للنظام، وللحصول على قيمة محددة من (PDG) للطاقة النشطة التي تنتجها (RES)؛ فإنه يتم فرض القيود على القدرة التفاعلية بواسطة حدود تيار المحول والجهد، بحيث يقيد الحد الأقصى لتيار المحول الأقصى قدرة امتصاص الطاقة التفاعلية القصوى بينما يقيد الحد الأقصى لجهد المحول الأقصى قدرة حقن الطاقة التفاعلية القصوى لـ (RES)، ومن ثم يمكن كتابة حدود (Q) على النحو التالي:

حيث أن:

(VDG): هو الجهد الطرفي الذي من المفترض أن تحافظ عليه (RES) في الناقل عن طريق امتصاص أو حقن الطاقة التفاعلية.

(Vc-max): هي القيمة القصوى لجهد المحول الكهربائي.

(Ic-max): هي الحد الأقصى لتصنيف تيار المحول الكهربائي.

(Xc): هو إجمالي التفاعل المكافئ للمحول.

خسائر نظام التوزيع الكهربائي نتيجة دم استقرار الجهد الكهربائي

تقليدياً ينظر (TSO) إلى (DS) على أنه حمولة ثابتة وهي قيمة تقديرية لمتطلبات الطاقة التي يوفرها (DSO)، بحيث تعتمد قيمة حقن (BB) عملياً على خسائر الشبكة الكهربائية وتحميل (DS) الصافي، بحيث تتأثر خسائر الشبكة بعوامل متعددة مثل التغيرات الموسمية وموقع (DG) وما إلى ذلك، أي تغيير في الخسارة في ظل ظروف التشغيل المختلفة سيغير صافي الحقن في (BB)، كما ويؤثر حتماً على (VSM) للنظام.

• تغيرات موسمية تغير نسبة (R / X) لـ (DS): تعتبر نسبة (R / X) هي خاصية متأصلة في الشبكة وتبقى كما هي بالنسبة لمادة موصلة معينة والحجم والتباعد بين الموصلات، لكن (R) يمكن أن تختلف ديناميكيًاً مع درجة الحرارة المحيطة.

• وضع (DGs) في (DS): التنسيب (DG) له تأثير بارز على تشغيل (DS) مثل خسائر النظام وملف الجهد وموثوقية مصدر الطاقة وتكلفة رأس المال والتشغيل، بحيث يتم تقديم نظرة عامة على المنهجيات المختلفة لتحديد الوضع الأمثل للمديرين العامين، وعلى الرغم من أنه في بعض الحالات؛ فإنه لا يتحكم (DSO) في موقع (DG) وحجمه.

وأخيراً قدمت هذه الدراسة نظرة ثاقبة حول تأثير بعض ميزات أنظمة التوزيع النشطة على حساب (VSM)، ولهذا الغرض تم اقتراح طريقة تدفق طاقة مستمرة منسقة، بحيث تم إجراء التحليل النظري لإظهار تأثير خسائر (DS) واعتماد الجهد على الأحمال وقدرة القدرة التفاعلية لـ (RES) على حدود قابلية التحميل للنظام، كما توضح نتائج عمليات المحاكاة المختلفة أن موقع (DG) والتباين في معلمات الخط مع تقلبات الطقس الموسمية والدعم التفاعلي المقدم من (RES)، والتي تؤثر على خسائر (DS).