دستاوردهای NYPA در زمینه کاربردهای ادوات FACTS
درشبکه قدرت شهر نیویورک جهت کنترل توان عبوری از بخشی از شبکه، از یک سیستم الکترونیک قدرت با سرعت عملکرد زیاد استفاده شده است. سیستم مذکور که در آن ازجدیدترین فنآآوری موجود در زمینه ادوات FACTS (سیستمآهای انتقال AC انعطافآپذیر Flcxible AC Transmission Systems) استفاده شده است در پست
Power Authoritys Marcy واقع در نیویورک نصب شده است. این سیستم این توانایی را ایجاد میآکند که توان بیشتری از خطوط انتقالی که بخشهای شمالی ایالت نیویورک را به شهر نیویورک متصل میآکنند عبور کند. این امر سبب بالا رفتن قابلیت اطمینان و بهرهآوری شبکه برقآرسانی نیویورک شده و نیاز به احداث خطوط انتقال جدید را کاهش میآدهد.
Mary Donohue مدیر شرکت برق نیویورک در سخنرانی خود در بین جمعی از مدیران صنعتآبرق، از بهرهآبرداری از جبرانآساز استاتیک تبدیلی CSC)) شرکت NYPA که پیشرفتهآترین سیستم کنترل توان انتقالی دنیا محسوب میآشود،آخبر دارد. اظهارات وی، این بهرهآبرداری از 21 ژوئن 2001 شروع شده است. بنا به گفته Donohue تصمیم استفاده از این سیستم، در راستای پاسخگویی به بار رو به رشد شهر نیویورک اتخاذ شده است. او همچنین میآگوید: استفاده از این سیستم در پست Marcy باعث بالارفتن قابلیت اطمینان سیستم انتقال ایالت و کاهش قیمت برق ارایه شده به مشترکان شده است.
توان الکتریکی ترانسفورماتورهای واقع در پست Marcy از خطوط kv765 که از کانادا میآآیند تامین شده و از این پست از طریق دو خط kv345 به نیویورک منتقل میآشود. یکی از این خطوط از منطقه Albany میآگذرد و بیشتر اوقات، بارگذاری آن به مقدار ماکزیمم مجاز نزدیک است در حالی که خط دوم که از کوههای Catskill میآگذرد،آبار کمتری برمیآدارد.
CSC مورد استفاده در پست Marcy با صرف هزینهآای معادل 48 میلیون دلار و با تلاش مشترک شرکتآهای EPRI, NYPA, Siemens و 32 شرکت T&D انتقال در ایالات متحده، کانادا و نیوزیلند و توسط شرکت Siemense T&D Power ساخته شده است.
سیستم CSC مزبور از دواینورتر تریستوری با تریستورهای GTO تشکیل میآشود. هر یک از این نوع اینورترهای
(static synchronous compensators) STATCOM قابلیت اتصال سری یا موازی به یکی از خطوط kv345 را دارا هستند. STATCOMهای مذکور توانایی کنترل MVAR 200-100± را دارا هستند.
Joseph L.Seymor سخنگو و مدیر اجرایی شرکت NYPA میآگوید: بهرهآگیری از الکترونیک سریع نیمه هادیها بجای کنترلهای الکترومکانیکی قدیمی در CSC و دیگر ادوات FACTS کارایی این تجهیزات را به جایی رسانده است که انتظار میآرود روزی ادوات FACTS چگونگی انتقال انرژی الکتریکی به محل مشترکین را با انقلابی مواجه کند. وی میآافزاید: این فنآآوری توانایی ما را در دریافت انرژی در محل مورد نیازمان از محل تولیدآن به شدت افزایش داده است.
اثبات کارایی سیستم نصب شده
شرکت NYPA اعلام کرده است که نصب اولین فاز CSC، پایداری ولتاژ را تا حد قابل ملاحظهآای افزایش داده و قابلیت انتقال توان خط پربار بین Utica و Albany را 60 مگاوات و توان قابل استفاده در کل ایالت را 114 مگاوات افزایش داده است. مسلماً با بهرهآبرداری کامل از سیستم مذکور، اثر آن افزایش نیز خواهد یافت. تا پایان تابستان آینده برخی استراتژیآهای کنترلی به CSC نصب شده، افزوده خواهدشد. طبق اظهارات Abdel- Aty Edris مدیر فنآآوری FACTS موسسه EPRI، سیستم CSC نصب شده میآتواند روی دو یا چند خط همانند یک سیستم UPFC مشابه ترانسآهای Phase Shifling جهت تقسیم بازبین چند خط عمل کند. پس از تکمیل طرح CSC مزبور، انتظار میآرود توان قابل انتقال خط Utica – Albany به مقدار MW120 و کل توان قابل انتقال در سرتاسر ایالت، MW240 افزایش یابد.Robert B. schainker مدیر بخش خطوط انتقال و پستهای EPRI در مراسم تقدیر از NYPA گفته است: NYPA همآاکنون بنیانگذار یکی از فنآآوریآهای ادوات FACTS در دنیا شده است. با حصول توانایی جابجایی توان انتقالی ازخطی به خط دیگر در مدت زمان چند میلیآثانیه به سادگی میآتوان بار خطوط دارای اضافه بار و بار خطوط پربار گلوگاهی را با بار خطوط کمآبارتر جابجا کرد.
حداکثرسازی ظرفیت شبکه موجود
قاعدهآزدایی در بازار فروش انرژی الکتریکی سبب شده است که تمایل به سرمایهآگذاری برای افزایش ظرفیت شبکه انتقال، از بین برود. طبق برآوردهای انجام شده، افزایش ظرفیت انتقال سیستم قدرت ایالات متحده در دهه آتی اندکی بیش از 4% خواهد بود در صورتی که این افزایش در ظرفیت تولید نصب شده به 20% خواهد رسید. در بسیاری از مناطق، بعلت مخالفت عموم، احداث شبکه انتقال مشکلآتر از نصب تجهزات تولید است. در نتیجه استفاده از ادوات FACTS مانند CSC ها میتوان ظرفیت مفید سیستمآهای انتقال موجود را افزایش داده و به این ترتیب بر قابلیتآهای شبکه افزود. این امر میآتواند در برقراری تعادل میان رشد تقاضا و ظرفیت شبکه انتقال موجود بسیار تاثیرگذار باشد.
منبع: مجله EPRI
آدس: http://www.epri.com
ساخت خازن فشار قوی خشک توسط ABB
ABB به تازگی یک خازن فشار قوی کوچکتر، تمیز و دارای ایمنی بالاتر را ساخته است.این محصول در پروژهآهای جدید DC شرکت ABB مانند روشنایی Hvdc، که یک تکنولوژی تازه برای انتقال برق در مقیاس کوچک است و برق SVC که سیستمی برای افزایش کیفیت برق است،آکاربرد دارد.این خازن فاقد هر نوع مایعی است و به همین دلیل مضرات مربوط به خیس بودن خازن در تکنولوژیآهای قدیمی همچون خطر نشتی و گسترش آتش از بین میآرود. همچنین سازگاری این وسیله با روشآهای تشخیص سیکل عمر (LCA)، مورد آزمایش قرار گرفته است. از این جهت خازن خشک نتیجهآای عالی بدست داده است. همچنین این خازن جدید به مراتب کوچکتر و سبکتر ازخازنآهای موجود است. این خازن به فضای کمتر از 25% فضایی که برای خازنآهای موجود لازم است، نیاز دارد. همچنین نصب آن آسانتر است.
طراحی و تولید خازنهایی با سطح ولتاژ تا صدها هزار ولت بدین وسیله،آتسیهل شده است. همه اینها بر هزینه کلی سیستمآهای انتقال و توزیع تاثیر دارند.
خازنآهای قدرت، نقش مهمی را در سیستمآهای انتقال بازی میآکنند. این تجهیزات راندمان شبکهآهای برق را بالا میآبرند. خازنهای AC برای تولید توان راکتیو که برای کار تجهیزاتی چون موتورهای الکتریکی مورد نیاز است، در سطح وسیعی مورد استفاده قرار میآگیرند. از خازنهای DC نیز عموماً در ذخیرهآسازی انرژی استفاده میآشود.
منبع: شرکت ABB
آدرس: http://www.abb.com
استفاده از باتریهای سولفور- سدیم (NAS) با چگالی انرژی بالا برای ذخیرهآسازی انرژی الکتریکی
همآاکنون کارشناسان در آزمایشگاه تحقیقاتی برق آمریکا (AEP) در ایالت اوهایو در حال آزمایش بر روی یک باتری جدید ساکن هستند که قابلیت انباشت مقدار زیادی انرژی الکتریکی جهت استفاده در زمانآهای اوج مصرف و کاربردهای کیفیت توان (Power Quality Applications) را دارا است. این فنآآوری میآتواند کمبودهای تولید و محدودیتآهای انتقال را که موجب خاموشی و سایر نارساییآهای برقی میآشود، تامین کند.
شرکت برق توکیو (TEPCO) و شرکت NGK ساخت باتری با چگالی بالای سولفور – سدیم (NAS) را طی دهه 1980 به نتیجه رساندند. بعنوان بخشی از این فعالیت بیش از 20 نمونه نمایشی از باتریهای مذکور از جمله دو واحد 6 مگاواتی در نیروگاههای (TEPCO) در ژاپن نصب شدهآاند. هر یک از این واحدها میآتوانند تا 48 مگاوات ساعت انرژی ذخیره شده برای کاربردهای متوازنآسازی بار روزانه فراهم کنند که نیاز به تولید برق لازم در ساعات اوج مصرف را کاهش می دهد.
بعنوان بخشی از همکاریهای مشترک TEPCO و NGK برای معرفی فنآآوری NAS در آمریکا، مرکز تحقیقات (AEP) یک باتری فشرده 5/12 کیلوواتی را در مرکز فن آوری دولان (Dolan Technology Center) آزمایش میآکند. این آزمایش اولین کاربرد باتری ساکن در آمریکا با استفاده از فنآآوری باتری سولفور- سدیم خواهد بود.
ذخیرهآسازی انبوه و اقتصادی انرژی همواره به عنوان حلقه مفقوده حداکثر سازی بازده سیستم قدرت تلقی شده است. به نظر مدیر شرکت دولان، فنآآوری باتریآهای NAS میآتواند این حلقه مفقوده باشد. هزینه و سازگاری سیستم از عوامل اصلی ارزیابی این سیستم ها به شمار میآروند در واقع باتری ابزار جدیدی است که برای حل مشکلات تحویل انرژی در آینده به کار گرفته می شود.
باید توجه داشت که ذخیرهآسازی انرژی الکتریکی فکر جدیدی نیست وقبلاً نیز با استفاده از فنآآوریآهای دیگری چون چرخ طیار (Fly Wheels)، خازنآها، باتریآهای اسید و سرب، هوای فشرده و ذخیرهآسازی انرژی مغناطیسی فوق هادی (Super Conductivity Magnetic Energy Storage) انجام شده است.
آنچه که فنآآوری باتری NAS را متمایز میآکند، چگالی انرژی زیاد، کارایی بالاو طول عمر زیاد آن است. به نحوی که چگالی انرژی باتریآهای NAS سه برابر باتریآهای اسید و سرب معمولی است.
باتری میآتواند در 8 ساعت شارژ شده و انرژی الکتریکی ذخیره شده را در همان مدت پس داده و در صورت ثابت نگه داشتن دما در حدود 600 درجه فارنهایت، بطور نامحدود ذخیره کند.
باتریآهای سولفور – سدیم نیاز به زیرساختآهای لازم برای تولید، توزیع و انتقال جهت برآورده ساختن تقاضای انرژی در زمانآهای اوج مصرف را کاهش میآدهند. باتریآهای مذکور میآتوانند برای تحویل برق به مناطقی که قبلاًآبه علت محدودیتآهای انتقال و توزیع دارای کمبودهایی بودهآاند بکار برده شده و نیز به عنوان منبعی آماده برای حفاظت در قبال اختلالات برق عمل کنند.
باتری NAS در ژاپن برای کاربردهای متوازن سازی بار (Load Leveling) و نیز بعنوان یک منبع توان اضطراری و یا بعنوان واسطه (Suffer) برای خروجی ناپایدار منابع انرژی طبیعی از قبیل باد و انرژی خورشیدی مورد آزمایش قرار گرفتهآاند.
استفاده از باتریآهای NAS تثبیت تقاضای برق را که دارای نوسانات قابل ملاحظهآای بین ساعات روز و شب است ممکن میآسازد که یکی از نتایج آن کاهش هزینه برق مشتریان خواهد بود.
با شارژ کردن باتری در طول ساعات غیر اوج مصرف و استفاده از برق ذخیره شده در مواقع اوج مصرف، تولیدآکننده انرژی خواهد توانست تولید خود را به نحوی کاراتر به انجام برساند. این فرآیند برای یک مشتری (مصرفآکننده) هنگامی اقتصادی خواهد بود که بین هزینه برق در ساعات اوج و غیر اوج مصرف تفاوت زیادی وجود داشته باشدو یا باعث کاهش قله دیماند (تقاضا) شده و یا کنتورهای دوتعرفهآای نصب شده باشد.
اگر نتایج آزمایشات بر باتری NAS موفقیتآآمیز باشد ANS بعداً در یکی دیگر از جایگاههای خود برای اصلاح قله بار (پیک سایی) و نیز کاربردهای اضطراری از این باتری استفاده خواهد کرد. در واقع هدف آن است که باتریآهای NAS بصورت تجاری طی 2 تا 3 سال آینده در آمریکا عرضه شوند.
منبع: Electric Light & Power – May, 2001
آدرس: http://elp.pennnet.com
سیستم پشتیبان برای برنامهآریزی شبکهآهای توزیع
شرکت برق chugoku ژاپن یک سیستم پشتیبانی برای برنامهآریزی شبکهآهای توزیع ابداع کرده است که بسادگی میآتواند ساختار بهینه شبکه توزیع (مسیر عبور جریان برق) را محاسبه کند که در نتیجه هزینهآها را کاهش داده و کارایی و راندمان بهرهآبرداری شبکه را افزایش میآدهد.
آزمایشهای ارزیابیآکننده این سیستم بطور مستمر در دو دفتر فروش برق انجام گرفته و تاکنون نتایج خوبی را نشان دادهآاند. در شروع سال مالی 2000 بکارگیری این سیستم در سایر دفاتر فروش در دست برنامه قرار گرفته است.
تاریخچه ابداع سیستم
خطوط شبکهآهای توزیع دارای تعداد زیادی کلید هستند بگونهآای که یک شبکه توزیع از تعداد زیادی از این کلیدآها تشکیل شده است که یا در حالت ON و یا OFF هستند. هر حالت از ترکیب ON یا OFF این کلیدها یک ساختار معین و مشخصی را برای شبکه بطور متناظر ایجاد میآکند.یک شبکه توزیع دارای تعداد بسیار زیادی از ترکیبات ممکن کلیدها بصورت OFF/ON است. برای بهره برداری یک شبکه توزیع بصورت بهینه لازم است که ترکیبهایی از کلیدها را انتخاب کرد که ساختارهای متناظر با آنها دارای حداقل تلفات توان بوده و ضریب بهرهآگیری از ظرفیت (جریان) خطوط توزیع مختلف با هم مساوی باشد.
محاسبه و مقایسه تلفات توان شبکه و همچنین نسبت و درصد اشغال ظرفیت (ضریب بهرهآگیری) تجهیزات شبکه برای تعداد بسیار زیادی از ترکیبات کلیدها، کاری فوقآالعاده پیچیده و زمانبر است.
در شرایط حاضر برنامهآریزی بهرهآبرداری از شبکهآهای توزیع بر اساس تاکید بر معیار یکنواخت و یکسان کردن نسبت و درصد اشغال جریان خطوط انجام میآگیرد. در حالی که تلفات توان الزاماً حداقل نمیآشود. به همین دلیل از سپتامبر 1998 مرکز تحقیقات فنی این شرکت دستآاندرکار تهیه یک سیستم پشتیبانی برای برنامهآریزی شبکهآهای توزیع شد. این سیستم قادر است به طرزی موثر از بین تعداد بسیار زیادی از ترکیبات کلیدها و ساختارهای متناظر با آنها، ترکیب و ساختار مناسب را پیدا و انتخاب کند.
نمایی از سیستم
این سیستم پشتیبانی کننده با استفاده از یک PC و بر اساس اطلاعات بار و تجهیزات شبکه قادر است که مناسبترین ساختار شبکه را به نحوی محاسبه کند که تلفات شبکه حداقل شده و در عین حال نسبت و درصد اشغال ظرفیت (ضریب بهرهآگیری) تجهیزات شبکه یکنواخت شود.این سیستم برای محاسبه و تعیین مناسبتآترین ترکیب کلیدها و نتیجتاً ساختار شبکه از الگوریتم ژنتیک استفاده میآکند، الگوریتمی که در سالهای اخیر توجه زیادی را بخود جلب کرده است.
بکارگیری این سیستم پشتیبانی کننده برنامهآریزی دارای مزایای زیر برای شبکهآهای توزیع است:
• کاهش تلفات اهمی شبکه: از طریق کاهش جریانها در برخی خطوط، در یک شبکه نمونه تخمین زده شده است که با انتخاب ساختار مناسب و بهینه حدوداً میآتوان تلفات شبکه را به میزان 5 درصد کاهش داد.
• کاهش هزینه تلفات: از طریق افزایش نسبت و درصد اشغال ظرفیت و نتیجتاً افزایش ضریب بهرهآوری تجهیزات موجود. لذا هزینه سرمایهآگذاری برای نصب تجهیزات جدید همراه با افزایش بار چنان افزایش نمیآیابد.
• بهبود بهرهآبرداری روزانه: چون نتایج محاسبات را میآتوان بصورت فایلهای صفحه گسترده استخراج کرد لذا با استفاده از PC میآتوان اطلاعات خروجی را براحتی ویراستاری کرد و بعلاوه امر چاپ و ارسال نمودارهای شبکه و نیز اطلاعات وابسته به بار آسانتر میآشود.
• برای ارزیابی و آزمایش توانایی این سیستم قرار است که آنرا در دفاتر فروش برق Okayama و Hiroshima – Higashi نصب کنند و بر اساس نتایج این نصب آزمایشی قرار است بتدریج در سایر دفاتر فروش نیز نصب شده و توسعه یابند.
منبع: شرکت Chugoku
آدرس: http://www.energia.co.jp
بر گرفته از سایتwww.autoir.com
