– میان مدت : ١٠ ثانیه تا چند دقیقه
– بلند مدت : چندین دقیقه تا چندین ده دقیقه
باید خاطر نشان کرد که تمایز بین پایداری میان مدت و بلند مدت عمدتا بر اساس پدیده های مورد بررسی
و مدلسازی مورد استفاده سیستم بخصوص با توجه به نوسان های زودگذر و بین ماشینی و نه با توجه به دورۀ زمانی مورد نظر، صورت می پذیرد. به طور کلی مسائل پایداری بلند مدت و کوتاه مدت مربوط به نقص در عکس العمل تجهیزات، هماهنگی ضعیف بین سیستم های کنترلی و حفاظتی یا کمبود ذخیرۀ توان های حقیقی و راکتیو اتفاق می افتد.
پایداری بلند مدت معمولا مربوط به عکس العمل سیستم در مقابل اغتشاش های بزرگی است که از محدودۀ
معیار های طراحی معمولی سیستم خارج است. این موضوع ممکن است به وقفه های متوالی و پارگی سیستم به چندین زیر سیستم منجر شود که در هر زیر سیستم، ژنراتورها در حالت سنکرونیزه باقی بمانند. مفهوم پایداری در این حالت آن است که ” آیا هر زیر سیستم به حالت قابل قبول تعادلی با حداقل بار زدایی می رسدیا خیر” . این موضوع از عکس العملی کلی زیر سیستم با توجه به فرکانس متوسط آن و نه با توجه به حرکت نسبی بین ماشین های سنکرون، تعیین می شود. در بدین وضع، ممکن است عکس العمل تجهیزات حفاظتی سیستم و واحدها وضعیت را باز هم بدتر کند و فروپاشی سیستم یا بخشی از آن رخ دهد. کاربردهای دیگر بررسی پایداری بلند مدت و کوتاه مدت، در خصوص بررسی دینامیکی پایداری ولتاژ است که نیازمند به شبیه سازی تأثیر تغییر دهنده های تپ ترانسفورمرها، حفاظت فوق تحریک ژنراتورها، حدود منابع توان راکتیو و بارهای ترموستاتی است. در این حالت، کمتر متحمل است که نوسان های بین ماشین های سنکرون، مهم باشد. با وجود این، باید دقت کرد که از بعضی از عکس العمل های دینامیکی سریع چشم پوشی کرد.
در خصوص بررسی پایداری بلند مدت و میان مدت تجربه و مطالعه به صورت محدود انجام گرفته
است. همچنان که بر تجربه ها افزوده گردد و روش های بهبود یافته در خصوص شبیه سازی عکس العمل
های دینامیکی کٌند و سریع مطرح شود، تمایز بین پایداری بلند مدت اهمیت کمتری پیدا می کند.
۲-۴-۱ چارچوب زمانی کوتاه‌مدت
پایداری ولتاژ کوتاه‌مدت دربرگیرنده بارهای با دینامیک سریع مانند مبدل‌های HVDC سیستم‌های انتقال جریان مستقیم، موتورهای القائی و بارهای کنترل شده الکترونیکی می‌باشد.
بازه زمانی مورد مطالعه در حد چند ثانیه می‌باشد که از شروع اغتشاش تا زمان عملکرد تغییردهنده اتوماتیک ترانسفورماتور می‌باشد. ناپایداری زاویه‌ای رتور و ناپایداری ولتاژ می‌توانند در این بازه زمانی رخ دهند.
تجهیزات زیر را می‌توان در بازه زمانی کوتاه‌مدت در نظر گرفت:
موتورهای القائی
کندانسورهای سنکرون
خازن‌های موازی سوئیچ‌شونده خودکار
جبران‌کننده‌های استاتیکی‌وار (SVC)
ادوات Facts^[8]
دینامیک‌های سیستم تحریک ژنراتورها
بارهای وابسته به ولتاژ^[۹]
۲-۴-۲ چارچوب زمانی بلند‌مدت
در پایداری ولتاژ بلندمدت به تجهیزات کندتر مانند ترانسفورماتورهای تغییردهنده تپ اتوماتیک، بارهای کنترل‌شده با ترموستات و محدودکننده‌های جریان ژنراتورها که دینامیک کندتری دارند توجه خواهد شد. این بازه زمانی ممکن است از چند دقیقه نیز بیشتر شود. در اکثر مواقع می‌توان از تحلیل استاتیکی استفاده نمود و حاشیه پایداری را تخمین زد و عوامل تأثیرگذار را شناسائی نمود.
۲-۵ تفاوت بین پایداری میان مدت و بلند مدت
همان طور که اشاره شد، عبارت های پایداری میان مدت و پایداری بلند مدت، واژه های جدیدی در مراجع پایداری سیستم قدرت هستند. معرفی این عبارت ها، به دلیل نیازی بود که در برخورد با مسائل مرتبط با پاسخ دینامیکی سیستم های قدرت به آشفتگی های شدید، احساس می شد.
پایداری بلند مدت، آنگونه که در تعریف شده است، فرض می کند که نوسان های توان سنکرون کنندۀ بین ماشینی میرا شده و در نتیجۀ آن یکنواختی فرکانس سیستم است. در اینجا، تمرکز بر پدیده های کٌندتر و طولانی تر همراه با آشفتگی های مقیاس بزرگ سیستم و عدم تطابق های مداوم حاصل بین تولید و مصرف توان حقیقی و راکتیو می باشد و عواملی چون دینامیک دیگ بخار واحدهای حرارتی، دینامیک کانال و آبگذر واحدهای آبی، کنترل خود کار تولید، حفاظت ها و یا کنترل های سیستم انتقال نیروگاه، اشباع ترانسفورمر، و اثر غیر اسمی بر بارها و شبکه، به احتمال زیاد بر پایداری بلند مدت نقش خواهند داشت.
عبارت پایداری میان مدت همانطور معرفی شده است که انتقال بین پاسخ های گذرا و پاسخ های بلند مدت را نشان می دهد. در پایداری میان مدت، مرکز توجه نوسان هاس توان سنکرون کنندۀ بین ماشین ها، برخی از پدیده های کٌندتر، و احتمالا انحراف های بزرگ ولتاژ یا فرکانس است.
از این تعاریف مشاهده می شود، تفاوت چندانی بین پایداری میان مدت و بلند مدت وجود نداری. آنچه که
پایداری بلند مدت را متمایز می کند فرض یکنواخت بودن فرکانس سیستم است و اینکه دینامیک های سریع، قابل توجیه نیستند. این فرضیات در صورتی سودمندند که ابزار تحلیلی، آنها را برای پیاده کردن شبیه سازی لازم داشته باشد؛ لیکن با نرم افزارهای امروزی که روش های پیشرفته مبتنی بر پراکندگی و روش های موثر انتگرال گیری ضمنی را بکار می گیرند، شبیه سازی چارچوب های بلند زمان با مدل سازی دینامیک سریع، کمتر موجب نگرانی است.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

تا آنجا که ملاحظات مدل سازی مورد نظر باشد، تفاوت تعریف شدۀ مشخصی بین چارچوب زمانی میان
مدت و چارچوب زمانی بلند مدت وجود ندارد. برای دوره های زمانی پس از دورۀ گذرا، باید انتخاب مدل
های کاربردی در شبیه سازی، بر اساس پدیده های مورد تحلیل و نمایش سیستم به کار گرفته شده ( به جای طول واقعی شبیه سازی (، باشد. برای نمونه ممکن است نادیده گرفتن دینامیک های دیگ بخار یا کنترل فرایند برای شبیه سازی اغتشاش هایی که برای آنها توابع محرک این دینامیک ها ( میان مدت ) بخار در شبیه سازی کوچک هستند، قابل قبول باشد. لیکن، نادیده گرفتن این دینامیک های کٌند برای اغتشاش های شدیدتری، که ممکن است حفاظت های مربوط به متغیرهایی مانند فشارهای بخار را تحریک کند، می توان اثر فوق العاده ای بر نتایج شبیه سازی داشته باشد. تجربیات بدست آمده از چندین شرکت، نیاز به نمایش نوسان های بین ماشینی و گذراهای سریع مربط به سیستم های تحریک را در مطالعات پایداری بلند مدت مشخص کرده است. از این رو تفاوت بین پایداری بلند مدت و میان مدت را نمی توان به طور رضایت بخشی بر مبنای ثابت چارچوب زمانی و یا ملاحظات مدل سازی بنا کرد. با توجه به این نکات، بهترین روش برای دسته بندی مسائل پایداری مرتبط با آشفتگی های شدیدسیستم، حذف ایدۀ میان مدت به عنوان یک دستۀ جدا و استفاده از بلند مدت برای شامل کردن کلیۀ مطالعات پس از چارچوب زمانی گذرا می باشد. توانایی سیستم قدرت در دستیابی به یک تعادل قابل قبول » در این صورت پایداری بلند مدت به صورت تعریف می شود، که ممکن است سیستم را به چندین زیر سیستم « کاری پس از بروز اغتشاش شدید در سیستم تقسیم کرده یا نکند. چارچوب زمانی مورد نظر، به انداۀ کافی بیش از دورۀ گذراست تا علاوه بر دینامیک های سریع، اثر دینامیک های کٌند سیستم های خودکار کنترل و حفاظتی را نیز شامل شود. ممکن است شیه سازی های بلند مدت، اغتشاش های شدید فراتر از پیشامدهای احتمالی عادی طراحی را نیز شامل شود، پیشامدهایی که سبب شود تاسیستم قدرت به چندین پارۀ مجزای متوالی تجزیه شود، به طوری که ژنراتورها در هر پاره، به صورت سنکرون باقی بمانند. پایداری در این حالت، بدین ترتیب تعریف می شود که آیا هرپاره با حداقل اختلال در سرویس ها به یک تعادل قابل قبول کاری می رسد یا خیر.در بدترین وضعیت، حفاظت های سیستمی و واحدی ممکن است به طور ترکیبی شرایط را خراب کنند و منجر به فروپاشی بخش یا تمام پاره شوند. به طور کلی، مسائل پایداری بلند مدت با پاسخ های غیر کافی وسایل، هماهنگی ضعیف تجهیزات کنترلی و حفاظتی، یا ذخیرۀ ناکافی توان حقیقی یا راکتیو مرتبط می باشد. زمان های مشخصۀ فرایندها و وسایلی از قبیل کنترل های ژنراتورها و حفاظت ها، تا چندین دقیقه متناظر با پاسخ های وسایلی از قبیل سیستم های تغذیۀ انرزی توربین ها و تنظیم کننده های ولتاژ بار است. از دیدگاه تحلیلی، برنامه های پایداری بلند مدت، برنامه های تعمیم یافتۀ پایداری گذراست که در آن
توانایی تنظیم مرحلۀ زمانی انتگرال گیری بر حسب گذرهای غالب، ایجاد شده است. یکی از کاربردهای شبیه سازی پایداری بلند مدت، که مورد توجه روزافزون نیز قرار گرفته است تحلیل دینامیکی پایداری ولتاژ است، که در آن لازم است اثر تغییر دهندۀ یک ترانسفورمر، حفاظت فوق تحریک ژنراتور و حدود توان راکتیو، و بارهای ترموستاتی، شبیه سازی شوند. در این حالت، نوسان های بین ماشینی، چندان مهم نیست و گذراهای سیستم منبع تغذیۀ انرژی نیز ممکن است حیاتی نباشد. لیکن، باید برای نادیده گرفتن برخی از دینامیک های سریع با احتیاط عمل کرد.
روش ها و مدلسازی شاخص ال
۳- ۱ روش‌های تحلیل پایداری ولتاژ
۳-۲ تحلیل دینامیکی ولتاژ
۳-۳ تحلیل استاتیکی ولتاژ
۳-۴ شاخص های پایداری ولتاژ
۳-۵ تعیین شین‌های بحرانی
۳-۶ معرفی و بررسی شاخص L
۳-۷ ملاحظات مدلسازی
۳-۸ مدل‌سازی برای تعیین L
۳-۹ مراحل محاسبه شاخص L
۳-۱۰ فلوچارت محاسبه شاخص L
۳- ۱ روش‌های تحلیل پایداری ولتاژ
پایداری ولتاژ را می‌توان با توجه به پدیده‌ای که مورد ارزیابی قرار می‌گیرد به دو روش شبیه‌سازی حوزه زمان (دینامیکی) و حالت ماندگار (استاتیکی) یا هر دو روش را در مورد خاصی بررسی کنیم.
همواره در ذهن بهره بردارهای سیستم قدرت هنگام بروز اغتشاش یا تغییرات بار این سوال مطرح می شود که «سیستم چه مقدار به ناپایداری ولتاژ نزدیک است؟». کمیتهایی مانند مقدار بار مصرفی شبکه، عبور توان اکتیو در حد فاصل مجاز سیستم انتقال و ذخیره توان راکتیو که همگی کمیت های فیزیکی و در دسترس سیستم قدرت هستند تعیین کننده فاصله تا ناپایداری هستند. هر یک از موارد فوق به شاخص های سیستم مفروض و میزان حاشیه و تصمیم های بهره برداری مربوط میگردد. ضمناً پیشامدهای احتمالی مانند بروز خط ها در نظر گرفت.
در نتیجه تحلیل پایداری ولتاژ برای یک حالت معین سیستم بررسی دو جنبه زیر را در نظر می گیرد:
الف ) نزدیکی به ناپایداری ولتاژ :
سیستم چه مقدار به ناپایداری ولتاژ نزدیک است ؟ فاصله تا ناپایداری را می توان بر حسب کمیت های فیزیکی از قبیل سطح بار ، عبور توان حقیقی در یک حد فاصل بحرانی و ذخیره توان راکتیو اندازه گرفت . مناسب ترین میزان برای هر موقعیت مفروض به سیستم مشخص و کاربرد مورد نظر حاشیه ، برای نمونه : برنامه ریزی در مقابل تصمیم های بهره برداری بستگی دارد . البته باید پیشامد های احتمالی را نیز در نظر گرفت مانند قطع بار ، از دست دادن واحد تولیدی یا منبع توان راکتیو و غیره .
ب ) مکانیزم ناپایداری ولتاژ :
چگونگی رخ دادن ناپایداری و عوامل کلیدی ناپایداری و اقدامات بهبود پایداری را بررسی می کند.
شبیه سازی های حوزه زمان که در آنها مدل سازی مناسبی وارد شده است رویدادها و روندشان را که منجر به ناپایداری شده است نشان می دهند. لیکن چنین شبیه سازی هایی وقت گیر هستند و به سادگی اطلاعات حساسیت و درجه پایداری را بدست می دهد .
معمولا دینامیک های سیستم که بر پایداری ولتاژ تاثیر می گذارند کند هستند . بنابراین بسیاری از جنبه های مسئله را می توان بطور موثر با بکارگیری روش های استاتیکی تحلیل کرد .این روش ها قابلیت های نقطه تعادل نمایش داده شده به وسیله یک نقطه کار معین سیستم قدرت را بررسی می کنند . با بهره گرفتن از روش های تحلیل استاتیکی می توان گستره وسیعی از وضعیت سیستم را بررسی کرد و اگر بطور مناسبی بکار گرفته شوند می توانند دید بیشتری را از ماهیت مسئله مورد نظر بدست بدهند. عوامل کلیدی موثر بر ناپایداری را شناسایی کنند . از طرف دیگر تحلیل دینامیکی برای مطالعه تفصیلی موقعیت های معین فروپاشی ولتاژ ، هماهنگی حفاظت و کنترلرها و آزمون اقدامات چاره ساز سودمند است . شبیه سازی های دینامیکی همچنین این موضوع را بررسی می کنند که آیا سیستم به نقطه تعادل ماندگار می رسد و در صورت مثبت بودن پاسخ چگونگی رسیدن به آن را نیز بررسی می کند.