بررسی و معرفی روش های شبکه های هوشمند برای کاهش تلفات

بررسی و معرفی روش های شبکه های هوشمند برای کاهش تلفات

چكيده:

در شبكه هاي برق رساني و قتي بحث تلفات به ميان مي آيد ، يكي از معيارهاي مهم كه در اكثر گزارشات آماري از آن نام برده مي شود ، تلفات انرژي است .مقدار تلفات انرژي تابعي از تلفات در بار پيك و ضريب تلفات كه در هر شبكه برق رساني مقدار آنرا مي توان از رابطه زير بدست آورد .

در حقيقت توجه به اين عامل در جهت افزايش راندمان سيستم و كاهش هزينه هاي بهره برداري مي باشد كه نوعي سوق دادن به سمت بهره برداري بهينه است .
در طراحي و خريد تجهيزات الكتريكي بخصوص ترانسفورماتورها ، راكتورها ، خازنها و… تلفات نقش بسيار مهمي را به عهده دارد . بطوريكه يكي از فاكتورهاي مناسب در طراحي اين تجهيزات ميزان و ارزش تلفات مي باشد .آگاهي از ارزش واقعي تلفات الكتريكي در بهره برداري طراحي و حتي خريد تجهيزات نقش اساسي دارد .عوامل موثر در محاسبه تلفات ، مقدار تلفات و زمان وقوع تلفات ضريب بار و ساعات كار و موقعيت محلي مي باشد . اجزاء تلفات در خطوط انتقال نيرو عبارتند از : تلفات ژول ، تلفات كرونا، نشتي جريان مي باشد

فهرست مطالب

عنوان صفحه
مقدمه
فصل اول: بررسي تلفات الكتريكي در شبكه هاي توزيع و راه حل هاي عملي كاهش تلفات
1-1 مقدمه
1-2 انواع تلفات
1-3 پارامترهاي مصرف
1-4 نقش تلفات در طراحي و بهره برداري
فصل دوم: تلفات الكتريكي
فصل سوم: تلفات در شبكه هاي توزيع
3-1 تلفات ژول در هاديها
3-2 تلفات ترانسفورماتور
3-3 تلفات خازنها
3-4 ساير اجزاء تلفات
فصل چهارم: ارزش تلفات الكتريكي در شبكه هاي انتقال و توزيع نيرو
4-1 عوامل موثر در محاسبات تلفات
4-2 ويژگيهاي مصرف
4-3 مدل رياضي تلفات
فصل پنجم: ضرورت مبرم كاهش تلفات شبكه توزيع نيرو و ارائه اجمالي طرق انجان آن
5-1 علل ازدياد تلفات در شبكه توزيع ايران
5-2 راههاي كاهش تلفات در كوتاه مدت
5-3 راههاي كاهش تلفات در ميان مدت و دراز مدت
فصل ششم: تفكيك اجزاء تلفات در خطوط انتقال و ترانسفورماتور ها
6-1 تفكيك اجزاء تلفات در خطوط انتقال نيرو
6-2 تفكيك اجزاء تلفات در خطوط توزيع
فصل هفتم : مدلي جهت محاسبه تلفات انرژي الكتريكي
مقدمه
7-1 تغييرات مقاومت هاديها
7-2 ولتاژ
7-3 قدرت انتقالي
7-4 روش هاي فعلي محاسبات تلفات انرژي
7-5 روش جديد

عنوان صفحه
فصل هشتم: بررسي نقش اتصالات ثابت در شبكه هاي توزيع و بهينه سازي آن

بررسی و معرفی روش های شبکه های هوشمند برای کاهش تلفات
مقدمه
8-1 كاربرد سيستم هاي ترموگرافيك مادون قرمز در تعميرات و بازرسيهاي فني
8-2 استفاده از عكسهاي حرارتي در برنامه هاي تعميراتي و بازرسي فني شبكه هاي توزيع نيرو
فصل نهم: پيشنهاد استفاده از جوشكاري انفجاري بجاي اتصالات مكانيكي
9-1 ويژگيهاي اتصال جوشكاري انفجاري
9-2 برتري هاي تكنيكي اتصال جوشكاري انفجاري هدايت الكتريكي
9-3 مقايسه اتصال جوشكاري انفجاري با يك اتصال مكانيكي
9-4 برتري هاي كيفي يك اتصال
9-5 نتيجه گيري
فصل دهم : روشهاي جبران افت ولتاژ و كاهش تلفات
10-1 نشانه هاي تنظيم ولتاژ نا مناسب
10-2 تنظيم و جبران افت ولتاژ در شبكه توزيع را در 3 ناحيه شبكه توزيع مي توان انجام داد
10-3 تجهيزاتي كه در جاهاي مختلف جهت تنظيم و افت ولتاژ بكارگرفته مي شوند عبارتند از
فصل يازدهم: كنترل توان راكتيو و اصلاح ضريب قدرت و تنظيم ولتاژ
مقدمه
11-1 اهداف در جبران بار
11-2 بارهايي كه به جبران سازي نياز دارند .
11-3 اصلاح ضريب توان و تنظيم ولتاژ در سيستم تكفاز
فصل دوازدهم: اثر ترانسفورماتورهاي خانگي بر روي شبكه توزيع كشور
12-1 اثر ترانسفورماتورهاي خانگي بر روي شبكه توزيع كشور
12-2 عوامل افت ولتاژدر شبكه توزيع
12-3 راندمان ترانسفورماتورها
12-4 تأثير ترانسفورماتورهاي خانگي بر شبكه توزيع
12-5 اثرات نوسانات ولتاژ بردستگاههاي الكتريكي و روشهاي اصلاح آن در شبكه توزيع
فصل سيزدهم: ارائه راه حل هاي عملي و بهينه جهت تنظيم ولتاژ ومعادل كردن فازها
مقدمه
13-1 راه حل هاي عملي و بهينه جهت تنظيم ولتاژ
13-2 تقسيم متعادل بار روي فازها
13-3 انجام محاسبات در حالت عدم تعادل بار

عنوان صفحه
فصل چهاردهم: بهره برداري از شبكه هاي توزيع با سيستم ديسپاچينگ
14-1 تداوم ارائه سرويس به مصرف كنندگان
14-2 حفظ كيفيت مناسب سرويس
14-3 شبكه توزيع فشار متوسط در ايران
14-4 شرح تداوم ارائه سرويس به مصرف كنندگان
14-5 كيفيت مناسب سرويس
14-6 ديدگاه
فصل پانزدهم: بهينه سازي شبكه هاي توزيع
مقدمه
15-1 بار اكتيو شبكه
15-2 راكتيو بيروني
15-3 اثرات پائين بودن در شبكه
15-4 ارئه روشي براي كاهش تلفات در سيستم هاي توزيع بر مبناي تغيير محل تغذيه سيستم توزيع
15-5 تلفات در سيستم هاي توزيع شعاعي
15-6 طراحي بهينه شبكه هاي توزيع برق
15-7 الگوريتم طراحي شبكه توزيع
فصل شانزدهم: مباني و مفاهيم كيفيت برق و تأثير در ايجاد تلفات
16-1 اغتشاش و اختلال در شبكه هاي برق
16-2 منحني بار
16-3 توان اكتيو- توان راكتيو
16-4 ديماند
16-5 نقطه كار مناسب ترانسفورماتورها
فصل هفدهم: راههاي كاهش تلفات در شبكه هاي انتقال و توزيع
17-1 تلفات از ديدگاه شركتهاي برق
17-2 انواع تلفات
17-3 نقش تلفات در طراحي و بهره برداري
17-4 چند پيشنهاد جهت كاهش تلفات

مقدمه:
نگرش به شبكه توزيع ازابعاد گوناگون حائز اهميت فراواني بوده و با درنظر گرفتن گستردگي شبكه ، تأسيسات ، پراكندگي مراكز مصرف ، وسعت مناطق ، شرايط اقليمي ، مسايل فرهنگي ، اجتماعي ، سياسي وصول بموقع درآمد جهت سرمايه گذاري در شاخه هاي مختلف صنعت برق ، مسائل و مشكلات متعددي در اين بخش وجود داشته و بنا بر دلايل فوق بيش از ساير شاخه هاي صنعت برق نياز به برنامه ريزي ،مديريت ،نظارت و كنترل دارد و در مجموع از اهميت بيشتري برخوردار است . اين شبكه شامل خطوط فشار متوسط با ولتاژ 20 يا 33 كيلو ولتي و بصورت هوايي يا زميني مي باشند .

بررسی و معرفی روش های شبکه های هوشمند برای کاهش تلفات
متأسفانه به نظر مي رسد كه امروزه در حدود 20تا 30 درصد از برق توليدي در كشور به دليل اين تلفات به هدر ميرود ، ولي عليرغم فعاليتهاي پراكنده اي كه در زمينه كاهش چنين تلفاتي صورت گرفته است هنوز هيچگونه تأثيرمثبت و قابل ارائه اي بچشم نمي خورد . وجود اين گونه تلفات به خصوص در سيستم توزيع نيروي كشور ، از يك طرف باعث از بين رفتن حجم قابل توجه اي از انرژي الكتريكي مي باشد كه حتي از مراحل توليد و انتقال عبور كرده و بنابراين ارزش واقعي آن بيش از انرژي تلف شده در مراحل توليد و انتقال است و از طرف ديگر اين تلفات فراوان انرژي ، ما را ناچار به توسعه روز افزون اما غير منطقي شبكه برق مي كند كه علاوه بر افزايش ميزان تلفات ،خود باعث پيري و زوال زودرس تجهيزات شبكه مي شود .
با توجه به موارد فوق الذكر از ساليان دور كشورهاي مختلف تلاشهاي فراواني كرده اند تا با استفاده از روشها و تكنيكهاي مختلف مقدار اين تلفات را كاهش دهند و در اين راستا مناسبترين
نتايج وقتي بدست آمده است كه قبل ازاعمال هر روشي جهت كاهش تلفات شبكه ، بررسيهاي دقيق در مورد مزايا و معايب فني و اقتصادي اين روشها صورت گرفته

بررسی و معرفی روش های شبکه های هوشمند برای کاهش تلفات

باشد و در نهايت بر اساس مشخصات شبكه و ابزارهاي در دسترس مناسبترين راهكارها انتخاب شوند .ما در اين پروژه در فصل اول انواع تلفات الكتريكي در شبكه هاي توزيع را بررسي مي كنيم و راه حل عملي براي كاهش تلفات در نظر مي گيريم .تلفات ژول . تلفات ترانسفورماتورها و تلفات خازنها و ساير اجزاء تلفات بررسي مي شود و بعد به ارزش تلفات الكتريكي در شبكه انتقال و توزيع مي پردازيم و مشاهده مي شود كه اين تلفات از ارزش بالايي برخوردار مي باشد . در ادامه مي خواهيم ببينيم كه ويژگيهاي مصرف چيست .و در فصل پنجم علل ازدياد تلفات در شبكه توزيع را بررسي مي كنيم و راهكارهايي را هم در كوتاه مدت و دراز مدت براي كاهش تلفات الكتريكي بررسي مي كنيم .در فصل ششم ما اجزاء تلفات را تفكيك مي كنيم و به بررسي تك تك آنها مي پردازيم و در فصل هفتم هم مدلي براي محاسبه تلفات انرژي الكتريكي پيشنهاد مي كنيم. اين مدل از تغييرات مقاومت هاديها و ولتاژها و قدرت انتقالي و… تشكيل شده است .
در ادامه مي خواهيم ببينيم كه آيا اتصالات ثابت در شبكه هاي توزيع نقشي را جهت كاهش تلفات الكتريكي ايفا مي كند يا خير؟
بعد در فصل نهم پيشنهاد استفاده از جوشكاري انفجاري را به جاي اتصالات مكانيكي ارائه مي دهيم وبه بررسي آن مي پردازيم. و در فصل دهم و يازدهم روشهاي جبران افت ولتاژ و كاهش تلفات و كنترل توان راكتيو و اصلاح ضريب قدرت و تنظيم ولتاژ را در دستور كار خود قرار داده ايم.
در فصل دوازدهم مشاهده مي كنيم كه يكي از عوامل تلفات الكتريكي بخاطر استفاده از ترانسفورماتورهاي خانگي در منازل مي باشد و اين مقوله را بررسي كرده ايم .در فصل سيزدهم راه حل هاي عملي و بهينه جهت تنظيم ولتاژ و معادل كردن فازها ارائه داده ايم .در فصل چهاردهم به بهره برداري از شبكه هاي توزيع با سيستم ديسپاچينگ و تداوم ارائه سرويس به مصرف كنندگان و حفظ كيفيت مناسب سرويس و … را برسي نموده ايم .

بررسی و معرفی روش های شبکه های هوشمند برای کاهش تلفات

در فصل پانزدهم به بهينه سازي شبكه هاي توزيع پرداختيم و اثرات پايين بودن را مشاهده نموده ايم .و در ادامه به اغتشاش و اختلال در شبكه هاي برق و منحني بار پرداختيم.در اين پروژه ما روشهاي مختلفي را بررسي مي كنيم كه استفاده صحيح از هر يك از اين روشها مي تواند تلفات الكتريكي شبكه را تا حد قابل قبولي كاهش دهد . هر چند كه در نظر گرفتن پارامترهاي اقتصادي در اين رابطه همواره نقش اساسي را ايفا مي كند . با توجه به اين موارد تحقيقات فراواني در نواحبي مختلف دنيا صورت گرفته است تا اقتصادي ترين روشهاي كاهش تلفات شبكه هاي توزيع بطور دقيق شناسايي شوند .
استفاده از دو روش بهبود بازدهي و مديريت بار ترانسفورماتورهاي توزيع و نيز روش تجديد آرايش شبكه بالاترين ارزش افزوده (نسبت مزايا به هزينه هاي سرمايه گذاري لازم) را ارائه مي دهند . خازنها نيز با كاهش فلوي توان راكتيو (بهبود ) باعث كاهش افت ولتاژ و نيز كاهش تلفات شبكه توزيع مي شوند .

فصل اول

بررسي تلفات الكتريكي درشبكه هاي توزيع و راه حل هاي عملي كاهش تلفات

فصل اول:
بررسي تلفات الكتريكي در شبكه هاي توزيع و راه حل هاي عملي كاهش تلفات
1-1 مقدمه:
در شبكه هاي برق رساني درصد قابل توجهي از توان و انرژي توليدي نيروگاهها در مسير توليد تا مصرف به هدر مي روند ، كه مقدار اين تلفات به پارامترهاي متعددي از جمله بافت شبكه ، نوع تجهيزات چگالي بار ، نوع مصرف و سهم هر يك دركل،شكل منحني مصرف و شرايط آب و هوايي منطقه وابسته مي باشد. تنوع و تعداد عوامل موثر در مقدار تلفات سبب مي شود كه مقدار آن حتي در دو شبكه به ظاهر مشابه و با يك مصرف يكسان ،متفاوت باشد.
در تجزيه وتحليل تلفات ، دو عامل اصلي آن يعني تلفات توان و تلفات انرژي بايد مشتركاً مورد بررسي قرار كيرند چون مقدار تلفات توان در ساعات پيك هر شبكه بطور مستقيم در تعيين ظرفيت مفيد نيروگاهها موثر مي باشد ، كه اين مطلب نشانگر اهميت بيشتر تلفات توان در مقايسه با تلفات انرژي مي باشد.
1-2 انواع تلفات :

بررسی و معرفی روش های شبکه های هوشمند برای کاهش تلفات
در شبكه هاي برق رساني وقتي بحث تلفات به ميان مي آيد يكي از معيار هاي مهم كه در اكثر گزارشات آماري از آن نام برده مي شود، تلفات انرژي است. حال آنكه مهمتر از تلفات انرژي ، تلفات توان مي باشد كه به بررسي هاي سيستم كمتر از آن نام برده مي شود و اگر در بعضي موارد ذكري از آن به ميان مي آيد اهميت لازم به آن داده نمي شود.گرچه كاهش تلفات انرژي در برخي موارد ممكن است تقليل ديماند مصرف را همراه داشته باشد . اما اين عمل موقعي موثرتر مي باشد كه ديماند مصرف در ساعات پيك كاهش يابد ، چون در چنين حالتي افزايش ظرفيت مفيد نيروگاهها را نيز همراه دارد.
به عبارت ديگر وقتي تلفات در يك شبكه 10 درصد است ( نسبت اين ارقام تابعي است از شكل منحني تغييرات بار و ضريب بار مصرف) در يك مصرف كننده با اهميت بار شبكه سراسري برق درصد تلفات توان چنين مصرف كننده اي حدود 50 درصد افزايش مي يابد.و در نتيجه مقدار تلفات توان در ساعات پيك به حدود 15 درصدمي رسد.
اما اگر هدف مطالعه توان در شبكه اي با ضريب بار كمتر از ضريب بار شبكه سراسري برق باشد مقدار افزايش تلفات توان به مراتب بيش از 50 درصد خواهد بود.

1-1-2 تلفات راكتيو:
هر مصرف كننده برق ضمن اينكه نياز به توان اكتيو دارد ، به توان راكتيو نيز نيازمند است كه ارتباط اين دو عامل با ضريب قدرت مصرف مشخص مي گردد.
در ارزيابي شبكه هاي برق رساني همانطور كه تلفات انرژي داراي قيمت مي باشد ، براي تلفات بار راكتيو نيز بايد شاخص اقتصادي منظور گردد كه در ساده ترين روش قيمت گذاري آن مقايسه با قيمت خازن مي باشد به عبارت ديگر در يك خط انتقال اگر هدف كاهش بار سلفي باشد بايد به همان ميزان خازن در مدار قرار گيرد كه از اين طريق مي توان به اهميت اقتصادي آن پي برد.
1-3 پارامترهاي مصرف:
در اين قسمت به شاخص هاي مهم مصرف اشاره مي گردد.
1-3-1 توان انتقالي :
يكي از عوامل مهم و موثر در ميزان تلفات ، توان مصرف با توان عبوري از شبكه مي باشد. مسلماً هر چه توان انتقالي از شبكه ً خط انتقالي ترانسفورماتورها و… افزايش يابد بر ميزان تلفات توان نيز افزوده مي شود.
1-3-2 انرژي انتقالي :
انرژي مورد نياز يك مصرف كننده يا انرژي انتقالي از يك خط انتقال يا شبكه عامل ديگري است كه بر ميزان تلفات انرژي موثر است . اما اين بدان معنا نيست كه براي انتقالي ميزان معيني از انرژي، تلفات انرژي نيز برابر باشد ، بلكه تلفات انرژي ضمن اينكه به ميزان انرژي انتقالي وابسته مي باشد به شكل منحني بار و ضريب بار نيز بستگي دارد.
1-3-3 شكل منحني بار:
منحني تغييرات بار يك مصرف كننده مشخص بر حسب اينكه براي چه دوره اي مورد مطالعه قرار گيرد داراي اشكال مختلفي باشد . يكي از منحني هاي مهم كه مي تواند به عنوان شاخص مصرف مورد بررسي قرار گيرد منحني بار24 ساعته مي باشد.
1-3-4 ضريب بار:
ضريب بار شاخص ديگري است كه براي بررسي مصارف مي تواند مورد مطالعه قرار گيرد ممكن است داراي اشكال مختلفي باشد . يكي از منحني هاي مهم كه مي تواند به عنوان شاخص مصرف مورد بررسي قرار گيرد منحني بار 24 ساعته مي باشد .
در حقيقت اين ضريب تابعي است از انرژي و توان انتقالي ، كه مقدار آن در هر مصرف كننده از رابطه زير بدست مي آيد. يا پيك بار/ انرژي در دوره T = ضريب بار
1-3-5 ضريب تلفات:
شاخص ديگري كه در مطالعات بار مورد استفاده مي گيرد ، ضريب تلفات مي باشد كه در حقيقت از نسبت متوسط تلفات انرژي در دوره مطالعه به حداكثر تلفات ( يا تلفات در بار ماكزيمم ) بدست مي آيد.

يا
(درطول 24 ساعت)

در اين رابطه:
ضريب تلفات در دوره T
تلفات انرژي در دوره T
تلفات توان در بار پيك
دوره مطالعه به ساعت
1-3-6 تلفات توان:
تلفات توان در شبكه هاي به هم پيوسته به سادگي قابل محاسبه نمي باشد، بلكه لازم است توسط برنامه هاي كامپيوتري پخش بار نسبت به محاسبه آن اقدام نمود ، اما در يك خط

بررسی و معرفی روش های شبکه های هوشمند برای کاهش تلفات

پسورد فایل: www.bazaarfile.ir

مطالعه بیشتر