خبر فوری

واحد اندازه‌گیری فازوری یا Phasor Measurement Unit چیست

[کل: 11 میانگین: 4.5]

واحد اندازه‌گیری فازوری یا Phasor Measurement Unit چیست

یکی از مسائل مهم در بهره‌برداری سیستم‌های قدرت حفظ امنیت آن است. بهره‌بردار شبکه باید اطمینان حاصل کند که در هر لحظه متغیرهای شبکه در محدوده مجاز خود قرار داشته و در صورت وقوع پیشامدهای مهم نیز سیستم همچنان عملکرد عادی خود را حفظ می‌کند. بدون شک اولین قدم در راه ارزیابی امنیت سیستم، نمایش شرایط بهره‌برداری فعلی آن بوده به نحوی که پس از بررسی آن، تصمیمات احتمالی لازم جهت حفظ شرایط عملکرد مطلوب گرفته شود.

برای مشخص کردن وضعیت فعلی سیستم از تخمین حالت استفاده می‌شود. هدف نهایی از اجرای تخمین حالت، ‌نمایش متغیرهای شبکه بوده به­ن حوی که بهره‌ بردار سیستم با استفاده از خروجی تخمین حالت، قادر به اجرای سایر اعمال نظارتی و کنترلی نظیر پخش بار بهینه و ارزیابی امنیت سیستم باشد. ورودی برنامه تخمین حالت اندازه‌گیری‌های انجام شده در نقاط مختلف شبکه بوده و خروجی آن متغیرهای حالت سیستم است.

در گذشته به دلیل مشکلات فنی پیرامون همزمان‌سازی اندازه‌گیری­‌های انجام شده در­ نقاط مختلف شبکه، این اندازه‌گیری‌ها فاقد زاویه بود و شامل اندازه ولتاژ و توان تزریقی­ برخی باس‌ها و اندازه فلوی عبوری بعضی از خطوط می‌شدند. اندازه‌گیری‌های فوق گرچه امکان حل مساله تخمین حالت را غالباً فراهم می‌سازند، اما بنا بر دلایلی از جمله دوره اندازه‌گیری طولانی و داشتن روابط غیرخطی با متغیرهای حالت سیستم، موجب کندی در زمان اجرای تخمین حالت شده و دقت آن را نیز بعضاً تحت‌ الشعاع قرار می‌دهند.

تخمین گرهای حالت مرسوم با استفاده از دستگاه های اندازه گیری که شامل اطلاعات ولتاژ شین، توان اکتیو و راکتیو هستند، فازور ولتاژ شین های شبکه را تخمین می زنند.

سیستم نظارت، حفاظت و کنترل گسترده یا VAMPC

تا چندی پیش اطلاعات دستگاه های اندازه گیر تنها از طریق سیستم کنترل نظارتی و تحلیل اطلاعات (SCADA) که اطلاعاتش را توسط پایانه های راه دور (RTU) جمع آوری می کنند، قابل دسترسی بودند. با ظهور سیستم موقعیت یاب جهانی (GPS) دستگاه های اندازه گیری قادر به مخابره همزمان اطلاعات شدند. به تازگی سیستم دیگری به نام سیستم نظارت، حفاظت و کنترل گسترده (VAMPC) مطرح شده است که هدف آن جبران کاستی های موجود در سیستم کنترل نظارتی و تحلیل اطلاعات بوده است.

گسترش تکنیک‌های سنکرون‌سازی بین نقاط مختلف، مشکلات فوق را برطرف کرده و منجر به پیدایش واحد اندازه‌گیری فازوری (Phasor Measurement Unit) شد. PMU‌ها به عنوان یکی از اجزای اصلی سیستم VAMPC به شمار می روند. این تجهیز از یک سیگنال همزمان کننده که غالباً توسط سیستم موقعیت یاب جهانی ارسال می شود، استفاده می کند.

از آنجا که واحدهای اندازه گیری فازوری عموماً دارای چندین دستگاه اندازه گیری در قالب کانالهای اندازه گیری و مخابراتی هستند، لذا هزینه این تجهیز در مقایسه با اندازه گیر های سنتی بالاتر است. به این ترتیب تعیین مکان و بهینه سازی تعداد این تجهیز در سیستم های قدرت به منظور مشاهده پذیری کامل شبکه از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

واحد اندازه گیری فازوری یا همانPMU ، پتانسیل تغییر روش برای اندازه گیری و کنترل سیستم های الکتریکی قدرت را دارا می باشد. این وسیله توانایی اندازه گیری ولتاژ و جریان و محاسبه زاویه ی بین آن دو را دارد. در نتیجه زاویه ی فاز باسهای مختلف در سر تا سر سیستم به صورت زمان واقعی قابل اندازه گیری هستند. این کار بوسیله دو مزیت موجود در PMU ها یعنی- همسان سازی و نمونه برداری زمانی امکان پذیر شده است.

اندازه گیری اختلاف زاویه به صورت زمان واقعی سبب کاربردهای بالقوه بسیاری در سیستم های قدرت می شود که  کاربرد های PMU را برجسته می سازد.

پایش حرارتی خطوط انتقال و پایداری ولتاژ

یکی از کاربردهایی که توجه بازار نامنظم امروزی را به خود جلب کرده است، پیشرفتی است که PMU ها به مدیریت مجتمع زمان واقعی داده اند. امروزه خطوط ارتباطی و سطوح کریدر بار با ظرفیت از پیش مشخص انتقال نامی ( NTC) که در سطح مجاز انتقال قبل از اینکه حدود ولتاژی، حدود گرمایی و حدود پایداری نقض شود، تنظیم می شود. NTC به صورت آفلاین با استفاده از سطوح انتقال، سطوح بار و توزیع تولید، که به طور کامل نشان دهنده جریان های کنونی سیستم نمی باشد، محاسبه می شود.

PMU ها هم این امکان را فراهم می سازند که اندازه گیری دقیقی از مسیر انتقال بار داشته باشیم و هم محاسبه ظرفیت انتقال زمان واقعی (RTC) را انجام دهیم. کسب اطلاعات زمان- واقعی و محاسبات سریع RTC، به اپراتور سیستم این امکان را می دهد تا توان انتقال دقیقی در لحظه و در بسیاری از لحظات انجام دهد که این خود سبب بهره برداری اقتصادی از سیستم     می شود.

پیدا کردن محل وقوع خطا در خطوط انتقال

به سادگی با نصب PMU ها در پست های مختلف می توان به جلوگیری از خاموشی سراسری بوسیله نمایش اندازه گیری های زمان واقعی به اپراتور کمک کند. اپراتورهای سیستم می توانند بسیار سریع از خطرات بالقوه در شرایط بحرانی آگاه شوند، در جایی که ثانیه ها می تواند در تشخیص و مواجهه با شرایط زنجیره ای خطرناک کمک کننده باشد.

همچنین اپراتورهایی که با سیستم های حساس همسایه می باشند می توانند سریعتر و بیشتر از خطراتی که منشأ آنها از خارج حوزه کنترلی آنها می باشد آگاه شوند. اگر زنجیره ای (آبشاری) شروع به اتفاق افتادن کند، PMU ها در تشخیص کجا و چگونگی جدا کردن سیستم برای جلوگیری از شیوع خطا در سیستم بسیار کاربردی می باشند .

آنالیز پس از حادثه

هم اکنون تعداد زیادی PMU در سراسر جهان برای استفاده در آنالیز پس از حادثه استفاده می شوند. در گذشته بسیار سخت بود که خط زمان دقیقی از اتفاقات گذشته بدون نمونه برداری زمانی واحد و دقیق بوجود آورد، پالسهای زمان GPS این کار را بسیار آسانتر می کنند که ببینیم چه اتفاقی افتاده است و چه زمانی این اتفاق افتاده است، حتی در سیستمهایی که از سیتسمهای اسکادا استفاده می کنند.

PMU ها همچنین می توانند مدلهای سیستم را هنگامی اطلاعات به صورت آفلاین آنالیز می شوند را ارتقا ببخشند. رکوردهای ثبت شده همگام سازی شده با زمان از چگونگی واکنش ژنراتور یا سیستم دیگر جدا ازیک سری از اتفاقات می تواند در بهبود مدلهای موجود یا ایجاد یک مدل جدید مورد استفاده قرار گیرند. اندازه گیری فازور جریان از دو سر یک خط انتقال در بدست آوردن مدل پی خط بسیاری کاربردی می باشد.

مکان یابی PMU‌ها

کاربردهای خاص و مهم PMU‌ها باعث شده است تا مکان یابی و نصب آنها در شبکه مورد توجه قرار گیرد. از انجا که هزینه این تجهیز در مقایسه با اندازه گیر های سنتی بالاتر است لذا به این ترتیب تعیین مکان و بهینه سازی تعداد این تجهیز در سیستم های قدرت به منظور مشاهده پذیری کامل شبکه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. اگر در یک سیستم قدرت در تمام شین های آن دستگاه اندازه گیری وجود داشته باشد، بطور کامل مشاهده پذیر است، اما این امر (داشتن اندازه گیر در تمام باس های یک سیستم) از نظر اقتصادی غیر قابل قبول است.

بنابراین لازم است تا برای هر سیستم مکان های مناسبی برای اندازه گیری تعیین شوند بگونه ای که معادلات تخمین قابل حل باشند. البته در مقالات مختلف مکان یابی واحدهای اندازه گیری فازور (PMU) به منظور تخمین حالت، جهت نصب در سیستم های قدرت صورت گرفته است، اما با توجه به مدرن شدن شبکه های توزیع و ایجاد شبکه های توزیع هوشمند، استفاده از اینگونه تجهیزات در سیستم های توزیع نیز مورد استقبال قرار گرفته است

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

This site is protected by wp-copyrightpro.com