پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

63
ﺗﻮزﻳﻊ ﺷﺮﻛﺖ ﻧﻴﺮوي ﺑﺰرگ ﺗﻬﺮان ﺑﺮق اﻣﻴﺮﻛﺒﻴﺮ ﺻﻨﻌﺘﻲ داﻧﺸﮕﺎه ﭘﺮوژه ﻋﻨﻮان" ﺧﻄﺎ ﺑﺮوز ﺷﺮاﻳﻂ در ﺷﺒﻜﻪ ﺑﻪ ﭘﺮاﻛﻨﺪه ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻣﻨﺎﺑﻊ اﺗﺼﺎل ﺗﺪاوم ﻃﺮح" اول ﻓﺎز ﮔﺰارش: ﺗﻮﻟ ﻣﻨﺎﺑﻊ اﻧﻮاع و ﭘﺮاﻛﻨﺪه ﻣﺴﺎﺋﻞ ﻣﺮﺑﻮط آن ﺣﻀﻮر ﺑﻪ ﺷﺒﻜﻪ در ﻫﺎ ﻣﺠﺮي: ﻓﺘﺤﻲ ﺣﻤﻴﺪ ﺳﻴﺪ ﺗﻴﺮ1390

Upload: manrajabi

Post on 29-Jul-2015

183 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

دانشگاه صنعتي اميركبير برق تهران بزرگنيروي شركت توزيع

عنوان پروژه

"طرح تداوم اتصال منابع توليد پراكنده به شبكه در شرايط بروز خطا"

:گزارش فاز اول

ها در شبكهبه حضور آنمربوط مسائل د پراكنده و يانواع منابع تول

سيد حميد فتحي: مجري

1390 تير

Page 2: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٢ فهرست

فهرست مطالب

2 ................................................................................................................................................................................................ مطالب فهرست 3 ............................................................................................................................................................................................... هاشكل فهرست 3 ................................................................................................................................................................................................ جداول فهرست 4 ................................................................................................................................................................................................................ مقدمه

9 .................................................................................................................................................................................... پراكنده توليد منابع 1 9 ................................................................................................................................................................................................. مقدمه 1- 1 12 ............................................................................................................................................................. پراكنده توليد منابع انواع 2- 1

13 ............................................................................................................................................... سنتي احتراقي ژنراتورهاي 1- 2- 1 16 ............................................................................................................................................................... مدرن يژنراتورها 2- 2- 1

DG .................................................................................................................................................................. 23 انواع بندي طبقه 3- 1 24 ................................................................................................................................................................................... كاربرد 1- 3- 1

27 ...................................................................................................................................... پراكنده توليد منابع به ربوطم تعاريف 4- 1 DG ........................................................................................................................................................................ 28 نامهاي 1- 4- 1 DG ....................................................................................................................................................................... 28 از هدف 2- 4- 1 DG ........................................................................................................................................................................... 28 محل 3- 4- 1 DG .................................................................................................................................................. 29 پوشش تحت ناحيه 4- 4- 1 30 .......................................................................................................................................................عملياتي محدوديتهاي 5- 4- 1

32 .................................................................................................................................................................... پراكنده توليد مزاياي 5- 1 32 .................................................................................................................................................................. اقتصادي نظر از 1- 5- 1 33 ........................................................................................................................................................... عملكردي ديدگاه از 2- 5- 1

36 ..................................................................................................................... شبكه در پراكنده توليد منابع حضور به مربوط مسائل 2 36 .............................................................................................................................................................................................. مقدمه 1- 2 38 ......................................................................................................................................................................... ولتاژ آرام تغييرات 2- 2 40 ....................................................................................................................................................... فليكر و ولتاژ سريع تغييرات 3- 2 42 ......................................................................................................................................... مياني هاي هارمونيك و ها هارمونيك 4- 2 44 .......................................................................................................................................................................... تلفات و بار پخش 5- 2 45 ....................................................................................................................................................................... كوتاه اتصال جريان 6- 2 46 ........................................................................................................................................................................... نامتعادلي بررسي 7- 2 46هارمونيكي هايمحدوديت اساس بر شعاعي توزيع هاي شبكه در پراكنده توليد منابع توليدي توان ماكزيمم تعيين 8- 2 50 ............................................................................................. پراكنده توليد منابع شامل توزيع هاي شبكه حفاظتي مسائل 9- 2

51 ..................................................................................................... پراكنده توليد از استفاده مشكالت حل راهكارهاي 1- 9- 2 53 ............................................................................................... (Sympathetic Tripping) موقع بي خروج در تأثير 2- 9- 2 54 ............................................................................................................ (Protection Blinding) حفاظت شدن كور 3- 9- 2 55 ......................................................................................................... (Failure of the Reclosing) بازبست خطاي 4- 9- 2

Page 3: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٣ فهرست

57 .................................................................................................................. رله - رله هماهنگي و فيوز - فيوز اهنگيهم 5- 9- 2 58 ................................................................................................................................................... ريكلوزر - فيوز هماهنگي 6- 9- 2 59 ............................................................................................................................................................. سوختي سلول انواع: الف پيوست 61 ............................................................................................................................................................................................................. مراجع

هافهرست شكل ١٣ ....................................................................................................................................................... پراکنده توليد منابع انواع: ۱-۱ شکل ١٥ ..................................................................................................................................................... ميکروتوربين کلي عملکرد: ۲-۱ شکل ١٦ ................................................................................................................................................. ترکيبي سيکل گازي توربين: ۳-۱ شکل ١٧ ......................................................................................................................................... پليمري الکتروليت غشاي با FC: ۴-۱ شکل ١٨ ......................................................................................................... آن محصوالت و عملکرد همراه به FC يک ساختار: ۵-۱ شکل ٢٦ .......................................................................................................................................... ]۲[ پراکنده توليد منابع ظرفيت: ۶-۱ شکل ٢٧ ......................................................................................................................................... پراکنده توليد منابع تکنواوژيهاي: ۷-۱ شکل ٣٩ ............................................................................................................ توان ضريب و شبكه زاويه برحسب ولتاژ تغييرات: ۱-۲ شکل ٣٩ ........................................................................ مختلف توان ضرايب براي كوتاه اتصال نسبت حسب بر ولتاژ ييراتتغ: ۲-۲ شکل ٤٧ ............................................................. فيدرها تمامي براي يكسان بارگيري با شعاعي توزيع شبكه شماتيك تصوير: ۳-۲ شکل ٤٨ ................................. پست از شدن دور با فيدرها خطي افزايشي بارگيري با شعاعي توزيع شبكه شماتيك تصوير: ۴-۲ شکل ٤٩ ..................................پست از شدن دور با فيدرها خطي كاهشي بارگيري با شعاعي توزيع شبكه شماتيك تصوير: ۵-۲ شکل ٥٣ ................................................................................................................................................................................ متأثر تريپ: ۵-۲ شکل ٥٥ .................................................................................................................................................................. حفاظت كردن كور: ۶-۲ شکل ٥٦ ......................................................................................................................................................................... بازبست يخطا: ۷-۲ شکل

فهرست جداول

٢٥ ............................................................................................................................................. متداول انرژيهاي انواع مقايسه: ۱-۱ جدول ٢٦ .................................................................................. تواندهي مدت و توان نوع نظر از اولمتد انرژيهاي انواع مقايسه: ۲-۱ جدول ٤٢ ....................................... ضعيف فشار و متوسط ولتاژ قوي، فشار هاي شبكه مختلف هاي هارمونيك حذف ترتيب: ۱- ۲ جدول ٤٩ .......................................................................................................... توزيع شبكه فيدرهاي و باس امپدانس مشخصات: ٢- ٢ جدول ٤٩ ....................... فيدرها مختلف بارگيري با توزيع هاي شبكه براي نهم و هفتم هارمونيك براي باس جريان اندازه: ٣- ٢ جدول ٥٠ .... غيرمجاز هارمونيك ايجاد بدون شبكه مصرفي بارهاي توان كل به پراكنده توليد منابع توليدي توان نسبت: ٤- ٢ جدول ٥٩ ........................................................... واکنش دماي و الکتروشيميايي واسط نظر از سوختي سلولهاي انواع مقايسه: ۵- ۲ جدول ٦٠ ................................................................................................ راندمان و کاربرد نظر از سوختي سلولهاي انواع مقايسه: ۶-۲ جدول

Page 4: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٤ مقدمه

مقدمهان در شبكه هاي توليد پراكنده در عين حال كه داراي مزاياي متعددي هستند، حضورشسيستم

يكي از مسائل . نمايدپذير ميها را امكانبرداري مطمئن از آنمستلزم توجه جدي به نكاتي است كه بهره

برداري از اين منابع، انديشيدن تدابيري است كه در هنگام بروز خطا بتوان از مهم در حفظ تداوم بهره

اندازي مجدد، سنكرونيزاسيون و اتصال راه ها از شبكه جلوگيري كرد، چراكه در غير اين صورتانفصال آن

هاي كنترلي پيچيده و در عمل حضور دائمي پرسنل متخصص مجدد آن گامي است كه نيازمند سيستم

بدين منظور استفاده از تجهيزاتي مبتني بر الكترونيك قدرت . بر استباشد كه قاعدتاً هزينهدر محل مي

.باشد... قبيل قابليت انعطاف، سرعت پاسخ، راندمان باال و گردد كه حائز امتيازاتي از پيشنهاد مي

شود، اتصال كوتاه واقع شده در باالدست از شبكه مي DGمورد يكي از مسائلي كه باعث قطع بي

هاي بخشي از جريان خطا را تأمين كرده و باعث تأخير در عملكرد رله DGدر اين حالت، . باشدمي

براي رفع اين . كندعمل نموده و آن را از شبكه جدا مي DGتم حفاظتي از طرفي سيس. شودباالدست مي

به صورت سري با منبع توليد (Fault Current Limiter)مشكل استفاده از محدودساز جريان خطا

در تأمين جريان خطا از بين رفته و DGبا نصب محدودساز جريان خطا، نقش . گرددپراكنده توصيه مي

.شوداالدست حفظ ميهاي بهماهنگي رله

تجهيز منابع توليد پراكنده به محدودسازهاي جريان خطا، موجب حفظ اتصال آن به شبكه در

موارد بروز خطا شده و درعين حال باعث كاهش عوامل مخرب به حد قابل تحمل سيستم و آماده

رداري ايمن شبكه، بافزايش بهره. برداري بالدرنگ پس از رفع خطا خواهد شدنگهداشتن آن براي بهره

.جويي قابل توجه اقتصادي از نتايج اين طرح استدهي و صرفهتداوم سرويس

. طور خاص استفاده از محدودسازهاي جريان خطا مزاياي متعددي را به همراه خواهد داشتبه

- انشود كه شبكه را در برابر جريبراي مثال هر ساله مبالغ قابل توجهي صرف خريد و نصب تجهيزاتي مي

Page 5: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٥ مقدمه

تواند سبب آسيب ديدن و يا استهالك هاي خطا مياين جريان. هاي خطاي با مقادير باال حفاظت كنند

توان با نصب محدودساز جريان خطا مي. كليدها و ديگر ادوات گران قيمت سيستم انتقال و توزيع گردد

اي محدودساز جريان خطا در زير به تعدادي از مزاي. ها را كاهش داداي از اين هزينهبخش قابل مالحظه

:اشاره شده است

هاي انتقالافزايش امنيت سيستم، پايداري و راندمان سيستم •

هاي گسترده و محليكاهش و يا حذف خاموشي •

هاي نگهداري قابل توجه ناشي از تجهيزات حفاظتي جريان باالكاهش هزينه •

ش سطح اتصال كوتاههاي ناشي از تعويض كليدها به دليل افزايكاهش و يا حدف هزينه •

اند كه الزم به ذكر است امروزه ساختارهاي جديدي از محدودسازهاي جريان خطا معرفي شده

د يبان كليتوانند به عنوان پشتيمعالوه بر محدودسازي جريان خطا، قابليت قطع آن را نيز دارند، يعني

.نقش كنند يفايز اين

:ام خواهد شدب انجيبه ترت ريمراحل زدر انجام اين پروژه،

شناخت انواع منابع توليد پراكنده .1

ابتدا تعريف . شودپرداخته مي شناخت انواع منابع توليد پراكندهدر اين فاز از پروژه به معرفي و

. شوندبندي ميمعرفي و طبقه آن ارائه گشته و براساس آن، انواع مختلفد پراكنده ياز تولمشخصي

.شودت جداگانه بررسي ميسپس مزايا و معايب هركدام به صور

DGمعرفي مشكالت ناشي از نصب .2

Page 6: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٦ مقدمه

برهم خوردن تنظيمات . در شبكه قدرت مشكالت حفاظتي متعددي را سبب خواهد شد DGنصب

اي از اين مشكالت هاي حفاظتي و كليدها به دليل باال رفتن سطح اتصال كوتاه شبكه، نمونهرله

.تفصيل مورد بررسي قرار خواهند گرفتدر اين فاز از پروژه، اين مشكالت به . است

به شبكه در شرايط بروز خطا DGاستفاده از محدودساز جريان خطا جهت تداوم اتصال .3

كه در فاز قبلي مورد بررسي قرار گرفت، مسئله وقوع DGترين مشكالت مربوط به يكي از مهم

به هم خوردن از شبكه و همچنين DGبوده كه منجر به قطع DGاتصال كوتاه در حضور

-تر به اين مشكل پرداخته ميدر اين فاز به طور دقيق. شودهاي حفاظتي موجود ميتنظيمات رله

شود و درنهايت استفاده از محدودساز جريان خطا به عنوان راه حل مناسبي جهت رفع اين مشكل

.گرددپيشنهاد مي

معرفي انواع محدودسازهاي جريان خطا .4

، در مواقع اتصال كوتاه وارد عمل شده و جريان (FCLs)جريان خطا به طور كلي محدودسازهاي

با توجه به نحوه عملكرد و نوع . سازندخطا را در بازه مطلوب از قبل طراحي شده، محدود مي

ساخته شده و در ...) و SSFCL, SFCLاز قبيل (ها FCLتكنولوژي، تا كنون انواع مختلفي از

ها معرفي گشته و مزايا و FCLدر اين فاز از پروژه انواع مختلف . اندشبكه مورد استفاده قرار گرفته

.گيردمعايب هركدام مورد بررسي قرار مي

هاي مربوط به آنسازيمعرفي سيستم موردنظر و انجام شبيه .5

همچنين از . شودمناسب اين پروژه انتخاب مي DGهاي معرفي شده، DGدر اين فاز ابتدا از ميان

سپس، مدل سيستم . گرددانتخاب مي DGمتناسب با اين FCLاي بررسي شده، ه FCLميان

FCLدر نهايت، پارامترهاي . شودهاي مربوط به آن انجام ميسازيموردنظر استخراج شده و شبيه

Page 7: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٧ مقدمه

-به شبكه در حالت اتصال كوتاه، محاسبه و نتايج مربوط به شبيه DGبهينه جهت تداوم اتصال

.گرددسازي ارائه مي

در گزارش . ج مربوط به مربوط به مراحل اول و دوم پروژه گنجانده شده استين گزارش، نتايدر ا

.قرار خواهد گرفت يب هركدام مورد بررسيا و معايان خطا و مزايجر ي، انواع محدودسازهايبعد

Page 8: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

لوافصل

منابع توليد پراكنده

Page 9: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٩ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

منابع توليد پراكنده 1

مقدمه 1-1

در قلب يكيد توان الكتريدر تول ينيكرد نويرو يست، ولين يديمفهوم جد )DG(د پراكنده يتول

مصرف يكيهستند كه در نزد ينييت پايظرف يد انرژيها منابع تول DG. ديآيبه شمار مستم توان يس

ت ي، پاك و با قابليد پراكنده به صورت تجاريتول يهاياز تكنولوژ يتا كنون برخ. شوندياحداث م

:د دارند كه عبارتند ازيها تأك DG يمطالعات بر توسعه آت يبرخ. انددر آمدهنان باال ياطم

-سلول يبررو 1970را از سال يمطالعات يوجرسين )PSE&G(شركت برق و گاز يروابط عموم •

آغاز ) MT(ها نيكروتوربيم يبر رو 1995و از سال ) PV(ك ييو فتوولتا) FC( يسوخت يها

. كا و كانادا مبدل گشتيول در آمريهان يلوواتيك 75 يهانيوربكروتيكننده معيكرد و به توز

FC تا 3 يهاتياكنون با ظرفز هميها نkW 250 1[در دسترس هستند.[

Page 10: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

١٠ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

ها DG، 2010دهد كه در سال ينشان م) EPRI( يكيتوان الكتر يقاتيمطالعات مؤسسات تحق •

30%ن عدد يگاز ا ياد مليالعات بنالبته بر اساس مط. د برق را برعهده دارنديتول 25%باً يتقر

].2[باشد يم

ون سقف منازل يليك مي يكنند كه در دهه آتيم ينيبشيك پييع فتوولتايها و صناشركت •

].3[شده باشند PV يهامجهز به ماژول

س يتوسط سرو) يلوواتيك 200واحد MW1 )5ت يبا ظرف يروگاه سلول سوختين نيبزرگتر •

].4[د يصب و به شبكه متصل گردكا در آالسكا نيآمر يپست

].3[احداث شد MW 3000ت يبا ظرف يديجد يمزارع باد 2000در سال •

يهاتيت، محدودي، ظرفيف، تكنولوژيد پراكنده، شامل تعاريم مربوط به توليمفاه يابيارز

لف مخت يهاين گزارش تكنولوژيدر ا. باشديموجود م يستم حفاظتيس يرات آن بر رويو تأث يعملكرد

DG ان خطا جهت يسپس استفاده از محدودساز جر. شوديم يهر كدام بررس يهاتيا و محدوديو مزا

، يبعد يهادر گزارش. شوديم ين محدودسازها معرفيشنهاد شده و انواع ايبه شبكه پ DGتداوم اتصال

-يطه ارائه ممربو يهايسازهيو شب يسازآن پرداخته و مدل يو محدودساز مناسب برا DGبه انتخاب

.شود

هاي اخير با توسعه روز افزون جمعيت و تقاضاي بار توسط مشتركين و مشكالت احداث در سال

هاي توزيع رفته رفته به استفاده هاي فوق توزيع، شركتهاي جديد و احداث خطوط انتقال و پستنيروگاه

اين . در توليد توان الكتريكي است توليد پراكنده گرايش جديدي. انداز منابع توليد پراكنده روي آورده

كنند، اين اجازه يد ميكه الكتريسيته مورد نيازشان را خودشان تول الكتريسيتهايده به مصرف كننده هاي

. شان را به شبكه توان بفرستنددهد كه اضافه توان الكتريكيرا مي

Page 11: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

١١ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

ها نياز به منابعي با قابليت اطمينان باال براي بسياري از كارخانجات، ادارات و خصوصاً بيمارستان

منابع يت اطمينان براي باال بردن قابل. هاي گرمايي هواساز و آب گرم دارندتوليد الكتريسيته و سيستم

ده ها، برخي از ادارات و كارخانجات، از توليد تركيبي يا كارخانجات انرژي كلي استفاو كاهش هزينه تغذيه

كنند كه اغلب از مواد اضافي نظير آشغال چوب يا گرماي اضافي حاصل از يك فرايند صنعتي، براي مي

در برخي موارد، الكتريسيته از يك سوخت تغذيه شده به صورت . كنندتوليد الكتريسيته استفاده مي

شود و سپس از گرماي اضافي منبع انرژي گرمايي ژنراتور يا گازوئيل توليد مي گاز طبيعيمحلي مانند

هنگامي كه يك فرايند صنعتي . كنندبراي فراهم آوردن آب داغ و نيز گرمايش صنعتي استفاده مي

هاي فسيلي يا زيست جرمي زياد گرمايي است كه از منابع غير الكتريكي نظير سوختنيازمند مقادير

.شود، استفاده از يك كارخانه توليد تركيبي مقرون به صرفه استتأمين مي

تاكنون مسايل نظارتي و تكنولوژيكي بدين مفهوم بوده است كه الكتريسيته توليد شده توسط

هاي شركت. به راحتي و بدون خطر با تغذيه توان ورودي همراه كرد توانهاي خانگي را نميمصرف كننده

هاي شبكه برق را داشته باشند، وقتي كه يك خط از كار ميالكتريكي بايستي توانايي جداسازي بخش

آنها همچنين وقت زيادي را . افتد، كارگران بايستي از قطع بودن برق قبل از كار روي آن مطمئن باشند

تواند كنترل اين سيسات پراكنده برق هم ميأت. شان حفظ كنندرا در شبكه برقا كيفيت كنند تصرف مي

نصب تجهيزات توليد با ظهور تجهيزات الكترونيك قدرت با قابليت اطمينان باال، .تر كندموارد را مشكل

توانند آب داغ خانگي، اين تاسيسات مي. خطر شده استهاي خانگي، اقتصادي و بيتركيبي حتي با اندازه

پيشرفت در . الكتريسيته و گرمايش خانگي را توليد كنند و انرژي اضافي را به شركت برق بفروشند

براي . هاي الكتريكي شده استكتالكترونيك موجب ساده شدن دسترسي به مسايل امنيتي و كيفي شر

توانند توسط تضمين ها ميبرطرف كردن موانع رسيدن به افزايش سطوح توليد پراكنده، تنظيم كننده

.هاي متمركز و پراكنده بر روي يك زمينه با سطح متغير، اقدام كنندعملكرد توليد

Page 12: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

١٢ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

برق را از توليد كنندگان خواهد كههاي الكتريكي ميدر اياالت متحده، قانون فدرال از شركت

توليد پراكنده به سوخت فسيلي محدود . مستقل كه تحت پوشش قوانين و بيمه هستند خريداري كنند

برخي از كشورها و مناطق در حال حاضر داراي منبع انرژي تجديد پذير قابل توجهي در . نشده است

آوري مورد كنده نيازمند تغيير در فنافزايش توليد پرا. هاي بادي و احتراق زيست جرمي هستندتوربين

اي به اپراتورهاي شبكه براي در اين صورت نياز فزاينده. نياز براي مديريت انتقال و توزيع الكتريسيته است

با افزايش مديرت فعال، مزاياي . ها به صورت فعال به جاي غير فعال وجود خواهد داشتمديريت شبكه

هاي د خواهد آمد كه اين مزايا به صورت معرفي با حق انتخابها به وجواضافي براي مصرف كننده

اما به هر حال رفتن به سوي مديريتي . بيشتري به نسبت خدمات تغذيه انرژي و رقابت بيشتر خواهد بود

هاي توزيع الكتريسيته يك حق انحصار طبيعي هستند و بنابراين به شبكه. تواند مشكل باشدتر، ميفعال

يك گذاري شبكهسرمايه. ها به دست نياورنداند تا هزينه زيادتري با كار مصرف كنندهدهشدت قانونمند ش

.ها بدهدكنندهتواند به مصرفهايي است كه شبكه ميمعيار كليدي براي تعيين هزينه

انواع منابع توليد پراكنده 1-2

به منظور داشتن . ها وجود دارند DGاست انواع مختلفي از مشخص ١-١ شکلهمانطور كه در

.كنيمتوانايي در انتخاب اين انواع را با هم مقايسه مي

Page 13: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

١٣ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

انواع منابع توليد پراكنده :1-1 شكل

ژنراتورهاي احتراقي سنتي 2-1- 1

)MT(ميكرو توربين ها 1-2-1-1

توانند با گاز طبيعي، هاي كوچك هستند كه ميهاي احتراقي با ظرفيتها، توربينميكروتوربين

در شكل ساده خود از يك كمپرسور، محفظه ,DGاين نوع . هاي نفتي كار كنندپروپان و يا سوخت

ها معموالً فقط يك شفت ميكروتوربين. احتراق، بازيابنده، توربين كوچك و ژنراتور تشكيل شده است

) m31تا 4/0(ها كوچك ابعاد آن. شودها از روغن به منظور انجام تهويه استفاده ميآنمتحرك دارند و در

ها در نيكروتوربيهاي احتراقي سنتي، مبرخالف توربين. باشدمي kW500تا 20ها در حدود و ظرفيت آن

-يربكس نمبه گي يازياوقات ن يو گاه) rpm100000(كنند تر و سرعت باالتر كار ميفشار و دماي پايين

به ( داراي هزينه كم، قابليت اطمينان باال و سرعت زياد MTاين نوع يتجار يهااز نمونه يبرخ]. 5[باشد

از يتعداد ]6[ 2سونيو آل 1، كاپستون]1[ 1وليهان يهاشركت .باشنديم )يكيناميروديآ يهااتاقانيخاطر

1 Honeywell

Page 14: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

١٤ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

كا، شرق كانادا و يآمر يشمال شرقدر ب يبه ترت kW 75تا 30ت يبا ظرفها را نيكروتوربين نوع ميا

و kW 100ت يرا با ظرف ييهانيكروتوربيمز ين ABBشركت . اندقرار داده يبردارن مورد بهرهيآرژانت

].5[ربكس ندارد يك شفت بوده و گي يسازد كه دارايم rpm 70000سرعت

MTمزاياي ) الف

احتراقي موتورهاي با مقايسه در و گيرد قرار استفاده مورد محدود فضاهاي در تواندمي •

.است سبكتر و ترفشرده ابعاد داراي قديمي

نگهداري به نياز و مناسب بار مشخصه باال، كار به آماده سرعت شده، شناخته تكنولوژي •

].5[ دارند كمي

.دارند) NOx ppm 10 از كمتر( كمي يآلودگ و%) 80 از بيشتر( باال بازده •

 ].1[ است پايين ديگر انواع با مقايسه در هاآن در برق توليد و اوليه يگذارهيسرما هزينه •

.هستند ترنييپا ينرسيا با كمتر متحرك ياجزا يدارا بزرگ يگاز يهانيتورب به نسبت •

را آن يپذيرانعطاف شبكه، اي بار و MT انيم قدرت الكترونيك ادوات يامروز سينترفيا •

].6[ دهديم شيافزا مؤثرتر كنترل يبرا

. هاي احتراقي و گازي وجود داردها با توجه به عملكرد آن مانند توربينMTنواع مختلفي از ا

از اين گاز با فشار باال به منظور . هاي احتراقي با دما و فشار باال هستندهاي گازي، توربينتوربين

- حركت در ميك كمپرسور و در نهايت ژنراتور برق را به يشود كه چرخاندن شفت توربين استفاده مي

شوند، اما امروزه ژنراتورهاي استفاده مي MW1هاي باالي هاي گازي معموالً براي توانتوربين. آورد

1 Capstone 2 Allison/GE

Page 15: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

١٥ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

گرماي به وجود آمده را ]. 5[شوند يساخته م kW 200ز با ظرفيت يگاز ن-كوچك به نام توربين ميكرو

شکل مطابق( دنمواستفاده ) CHP(بي توان بازيابي كرد و به منظور توليد بخار براي ايجاد سيكل تركيمي

٢-١(.

نيكروتوربيم يعملكرد كل :2-1 شكل

:]7[ اندها متفاوتسيكل عملياتي آنو با توجه به ساختار MTانواع مختلف

با كمپرسور (در يكي از دو حالت تك شفته ساده يگاز يهاتوربين :ساده كلتوربين گازي سي

محفظه احتراق و ك يهمچنين داراي . كننديكار مو يا شفت دوبل ) هوا و توربين قدرت روي همان شفت

.آيد نيز هستندژنراتور الكتريكي كه با قدرت توربين به حركت در ميك ي

ن تفاوت يبا ااند توربين گازي سادهها مشابه نيروتوربكين دسته از ميا :توربين گازي بهبود يافته

ها در نظر گرفته شده است كه با پيش گرم كردن هواي كننده گرماي ويژه نيز براي آنمبادلهك يكه

.شودكمپرس شده در طول مسير احتراق باعث افزايش بازده مي

ژنراتور يك در خروجيانرژي از ها اين دسته از ميكروتوربين :هاي گازي سيكل تركيبيتوربين

ند شامل يك محفظه نتواميكنند و استفاده مي ايده بازيافت گرما مبتني بر) HRSG( 1بازيابنده گرمابخار

يك توربين بخار ديگر را HSRGبخار خارج شده از . نيز باشندخروجي بخار شاحتراق به منظور افزاي

1 Heat recovery steam generator

Page 16: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

١٦ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

آورد كه اين امر باعث افزايش راندمان به حركت در مي ٣- ١ شکلعالوه بر توربين قدرت اصلي مطابق

.گرددكلي سيستم مي

توربين گازي سيكل تركيبي :3-1 شكل

ژنراتورهاي مدرن 2-2- 1

)FC(سوختي سلول: ييادوات الكتروشيميا 1- 1-2-2

اي است كه به منظور توليد توان الكتريكي و فراهم آوردن انرژي گرمايي از يلهوس يسوخت سلول

در باتريك يبه عنوان توان آن را مي. شودانرژي شيميايي در طي يك فرايند الكتروشيميايي استفاده مي

.كندنظر گرفت كه تا زماني كه سوختي وجود داشته باشد انرژي الكتريكي را تأمين مي

نياز به شارژ شدن ندارد و تا زماني كه سوخت آن در طي فرايند FCها، ريبرخالف بات

هاي ها تكنولوژي FC. ]8[ تواند انرژي را تأمين كندالكتروشيميايي در حال مصرف شدن است مي

در .مورد استفاده قرار گرفتندل يو ساخت اتومب ييفضادر صنايع 1960سال و ازاي هستند شناخته شده

مورد مطالعه قرار ها FCبه عنوان منبع انرژي براي رابنزين استفاده از دپارتمان انرژي امريكا 1997سال

ها توانايي آن. ر استيمتغ ترتيب براي واحدهاي سيار و ساكن به MWبه kWها از FCظرفيت ].6[داد

سوخت مايع و گاز دارند توليد انرژي پاك و گرما را براي تعداد زيادي از كاربردها به وسيله استفاده از

Page 17: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

١٧ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

]9[ .FC هاي هيدروژني مانند گاز طبيعي، گازولين، بيوگاز و پروپان توانند از انواع مختلف سوختمي ها

ها از چند اتمسفر تا كنند كه فشار در آنها در دما و فشارهاي متفاوتي كار مي FC. ]10[ استفاده كنند

.]10[كند تغيير مي انتي گراددرجه س 200تا 20چند هزار اتمسفر و دما از

كه شامل دو الكترود اكسيد شده كه توسط الكتروليت دهدرا نشان مي FCاز يانمونه ٤-١ شکل

با استفاده از (فشار كم در) كاتد(الكترود ك ياكسيژن به عنوان اكسيدان از . باشداند مياز هم جدا شده

هيدروژن نيز به عنوان ]. 8[كند يعبور م) با استفاده از كمپرسور هوا(فشار زياد در و يا ) دمندهك ي

اين دو در طي يك پروسه الكتروشيميايي بدون احتراق با هم .كندمي عبور) آند(سوخت از الكترود ديگر

دو قسمت پروتون و الكترون كاتاليزور اتم هيدروژن را به. كنندميد يتول يكيالكترانرژي تركيب شده و

-كند كه ميكند و الكترون نيز جريان مجزايي ايجاد ميپروتون در طول الكتروليت حركت مي. شكافدمي

.]9و 8[ ددهتشكيل را مولكول آب ك ياتد مصرف و تواند قبل از رسيدن به ك

يمريت پليلكترولا يبا غشا FC :4-1 شكل

ان يجر شامل ييايميند الكتروشين فرآيات، محصوالت نشان شده اس ٥-١ شکلدر طور كه همان

باشد كه يم) CO2و NOxمانند (منتشرشده يار محدود گازهايم، آب، گرما و مقدار بسيمستق يكيالكتر

پردازنده سوختي به منظور تبديل ك ي از. ]9[ خطر استپاك و بي متداول ينتس يسه با ژنراتورهايدر مقا

Page 18: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

١٨ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

به منظور اتصال .شودياستفاده م كه براي واكنش شيميايي الزم استشده يدروژن غنيهسوخت به بخار

الكترونيك قدرت و ايجاد جريان متناوب و همچنين تنظيم ولتاژ استفاده كرد اتتوان از تجهيزبه بار مي

.]9و 8[

كربن و يا الكتروليز آب به ه يكي از دو روش تغيير شكل هيدروتوان بهيدروژن مورد نياز را مي

دهند زيرا به شكل تجاري تر است و اين كار را روي گاز طبيعي انجام ميدست آورد كه روش اول متداول

شيميايي صورت به تواند يمتوليد هيدروژن . ]10[ كشي هم قابل انتقال استموجود است و از طريق لوله

اين .باشديم CO2و H2 ن واكنشيا خروجي. رديصورت گروي كربن گرم شده از بخار با عبور دادن

روش ديگر . به حساب آورد يانرژارد كه آن را مي توان اتالف پروسه به گرما براي كربن و بخار نياز د

. ]10[ ز انرژي الكتريكي مقرون به صرفه نيستتوليد هيدروژن الكتروليز آب است كه به خاطر استفاده ا

تغيير شكل نديفرآ"كه به عنوان دروژن ياز ه يد سوخت غنيجهت تولتغيير شكل نديمعموالً فرآ

بنابراين براي ؛ افتداتفاق ميدرجه ºC800حدود در دماهاي باال ،]11[ شناخته مي شود "بخار زوركاتالي

.]9و 8[ نياز استمورد ٥-١ شکلمطابق يير شكل خارجي يك ابزار تغ ،FC دماي پايينعملكرد

به همراه عملكرد و محصوالت آن FCك يساختار :5-1 شكل

FCمزاياي ) الف

Page 19: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

١٩ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

• FC كه % 60كنند در حدود باال تبديل مي ها انرژي سوخت را به انرژي الكتريكي با بازده

.]11[ است متداول ژنراتورهاي برابر 2اين رقم در حدود

براي( سوخت و) O2 يبرا( هوا هايدمنده بجز ،FC عملكرد در متحرك هايقسمت نبود •

H2 (11و 9[ كمتر آن شده است يگآلودتر و باال بازده ،شدن صدا كم باعث ،آب پمپ و[. 

دوستدار را آن توانمي )CO2(ز يناچ يجه آلودگيو در نت آن در حتراقا نبود دليل به •

.]9[ دانست محيط

هايساختمان در توانندمي كه اندشده توليد كوچك ابعاد با ها FC اخير هايسال در •

و 9[ شوند استفاده روشنايي و گرمايشي اهداف براي همزمان طور به مسكوني و تجاري

10[. 

توان باال پذيريانعطاف داشتن با كه داريم دسترسي ستوني هايوختيس سلول به امروزه •

سلول يهاروگاهياكنون نهم .كنندين فراهم مييه پاينه اولياز را با هزيمشخص مورد ن

باشد يموجود م يدكنندگان برق و مصارف صنعتيجهت استفاده توسط تول يتجار يسوخت

]10[. 

FCمعايب ) ب

به منظور ن ي، بنابرايابدافزايش مي FC امپدانس داخلي گذشت زمانبا از نقطه نظر الكتريكي

.]9[ تنظيم ولتاژ مناسب به ادوات الكترونيك قدرت نياز است

FCانواع تكنولوژي ) ج

Page 20: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٢٠ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

: لياز قب وجود دارد، ب با الكتروليت موجود در سلولسنامت FC يهاياز تكنولوژ يانواع مختلف

، )AFC(، سلول سوختي قليايي )PEMFC( يمريپل يا الكتروليتتبادل پروتون يغشا يسلول سوخت

، سلول سوختي )PAFC(اسيد فسفريك ، سلول سوختي )DMFC(سلول سوختي متانول مستقيم

بر يمبتنالكتروشيميايي نديفرآ .)SOFC(، سلول سوختي اكسيد جامد )MCFC(كربنات مذاب

شتر در مورد انواع ياطالعات ب .]11و 9[ است FCكه مشخص كننده دماي كاري بوده الكتروليت واسط

FC 10- 8[وست الف آمده است يها در پ.[

ابزار ذخيره 2- 1-2-2

شوند و در مواقع باري شارژ ميويل و تجهيزات ديگر است كه در طول دوره كمشامل باتري، فالي

به منظور تغذيه پيك DG مختلفانواع ه همراهاين ابزار ب معموالً .گيرندمورد نياز مورد استفاده قرار مي

.]6[ شونداستفاده مي بار

ناميده "يسطحسيكل "-باتري ماشين كه و برخالف شوندناميده مي "سيكل عميق"ها اين باتري

به دفعات به طور كامل و بدون آسيب شارژ و توانندينند، ميبيب ميق آسيبا شارژ عم –و شوندمي

دشارژ اضافي محافظت اضافاه شارژ و در برابركننده شارژ ترلها توسط كناين باتري. دشارژ كامل شوند

در د نتواويل ميسيستم فالي ،ياز طرف. كندين مييرا تعطول دوره دشارژ باتري يباتر تيظرف. شوندمي

.]6[فراهم كند را kW700 در حدود يشارژ شده و توانثانيه 5زمان

منابع انرژي تجديد پذير 3- 1-2-2

خورشيد، باد مانند يريدپذيد كه از منابع تجديآيپاك به شمار م ياز انرژ يدينوع جدسبز انرژي

در .تر استانواع مرسوم نفتي گرانبه ها نسبت هزينه توليد انرژي الكتريكي در آن .شودين ميتأمو آب

.شودير اشاره ميدپذين منابع تجدير به چند نمونه از ايز

Page 21: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٢١ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

)PV(خورشيدي ) الف

تواند چهارگوش و يا مسطح باشد كه از كريستال سلولي است كه مي PVه يواحد پا :ساختار

ند تا توان يآيه درميها به صورت آراا پنل و ماژوليصورت ماژول به هاسلول. شودسيلكون ساخته مي

.ن شودياز تأميموردن

هايالكترون هافوتون. دنكنانرژي را از تابش خورشيد جذب مي هاسلول: بنديعملكرد و دسته

هر سلول متناسب با ابعاد آن . ندنكمي ديولت DCجريان كيجه يدرنتد و نآورسلول را به حركت در مي

هم اب راها سلولبه طور معمول چند تا از .كندمي ديتولولت را 5/0آمپر و ولتاژ خروجي 4تا 2جريان

.گرددها ايجاد ولت براي شارژ باتري 12ولتاژ كنند تايمسري

هاي مختلف اد توانمنظور ايجتوانند به يشوند و ميد ميصورت ماژول تولها به PV: هاوديتمحد

:دارند يفراوان يهاتيگر محدودياز طرف د ي، ولشوندبه هم متصل

توان خروجي كم •

توان توليد kW150ن يهكتار زمهر (شود نجا نصب ميدر آ PVهزينه زياد زميني كه •

].1[ )كندمي

.]1[باشد يممحدود به نواحي خاص جغرافيايي و آب و هوايي آن كاربرد •

: PVهايي از كاربرد مثال

ها فرستنده لياز قب ماهوارهزات مختلف يتجهانرژي و توان الزم را براي PV: هاي فضاييبرنامه •

.آوردفراهم مي

Page 22: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٢٢ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

كاربردهاي تغذيه .روشنايي و گرمايش منازل ياستفاده از برا ، روشنايي معابر،از راه دور ارتباط •

زماني كه بار از شبكه فاصله PV .روز يدر ساعات آفتاب مستقيم بار مثل پمپ آب خورشيدي

.تر استبه صرفهاقتصادي از نظر ،زيادي داشته باشد

گردد، يش منازل ميصرف سرما ياديز يمثالً در تابستان كه در طول روز انرژ: ك بارين پيتأم •

به يازين ني، بنابراشوديق ميز به شبكه تزرين ياضاف يانرژ. ردير گتواند مورد استفاده قرايم

.باشدينگ نميسپچيد

:وجود دارد PVاز يمختلف يكاربردها

كنترل جهت ،)SCADA( اكتساب دادهو ينظارتكنترل ازو ديزل كه PVهاي تركيبي سيستم •

.شوداستفاده مي

• PV بار ك يتوان مورد نياز ماً يمستقكه مستقلDC فقط زماني كه خورشيد وكند را تأمين مي

هاي با باتريرا PVتوان ميتوان، يروزن شبانهيبه منظور تأم .كنددر دسترس است عمل مي

.سيكل عميق مورد استفاده قرار داد

.توان آن را با اينورتر مورد استفاده قرار دادمي ACتأمين بارهاي يراب •

)WT(هاي بادي توربين) ب

يك . شودهاست كه از آن استفاده مياي نيست و سالباد انرژي جديد و تازه شناخته شده انرژي

WT ،كه شامل ) توربين سر( ١كوپل، شفت و ناسل ابزارتوربين، ژنراتور، درايو و يا يهاغهيتشامل روتور

اك را به صورت توانند انرژي الكتريكي پهاي مدرن ميتوربين. باشدگيربكس و درايو ژنراتور است، مي

. متر طول دارند 30تا 10تيغه دارد كه 3يا 2 هر توربين معموالً. منفرد و يا جمعي فراهم كنند

1 Nacelle

Page 23: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٢٣ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

ا يك پمپ و يز يو شفت ن آوردمتصل است به حركت در مي به شفت اي را كهباد تيغه :عملكرد

ادي بهاي صه انرژي توربينشخم. شودكه باعث توليد انرژي الكتريكي مياندازد يك ژنراتور را راه مي

توان ميز ينرا ) عملكرد به صورت چند ماژول(هاي كوچك توربين. منابع انرژي متمركز استشبيه بزرگتر

.را از آن استخراج نمود kW 100تا 25و تواني در حدود كرد و يا باتري تركيب PVبا

:هاي باديمزاياي توربين

از يناش(كه ايجاد باران اسيدي يمتداول نقتي هابرخالف سوخت: پاك يمشاركت در هوا •

.كنندمي) اكسيدديكربن از يناش(يا گرمايش جهاني ) اكسيدنيتروژن اكسيد و يا ديسولفور

يهاكه خطرناك بوده و زبالهاي هاي هستهرخالف نيروگاهب: يت جهانيمشاركت در امن •

.و دارنديواكتيراد

.قط باد است كه پاياني نداردفدارد و انرژي آن سوخت نچرا كه : ندهيدر آ يماندگار •

.يابدهاي سنتي كاهش ميخالف سوختبرآن يبردارنه بهرهيهززمان گذشت با •

DGطبقه بندي انواع 1-3

-بندي آندسته اگرچه. كنندبندي ميها دستهها را از نظر نوع عملكرد و تكنولوژي آن DG معموالً

بندي را طبقه. رسدبه نظر مي ترمناسبستم قدرت يرشان بر سيأثت يجهت بررسالكتريكي دگاهيدها از

و تجديدپذير ١الكتريكينرخ كاركرد الكتريكي، دوره تغذيه، نوع توان توليدي، تفاوت درتوان بر اساس مي

:ارائه شده است DGانواع يبندوه جهت طبقير چند شيدر ز. بندي كردها دستهيا ناپذير بودن آن

1 Electric rating

Page 24: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٢٤ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

كاربرد 3-1- 1

ن يا. شونديمصرف كننده ساخته م ياز كاربردها يعيف وسيجهت برآوردن ط DGع مختلف انوا

:شده استاشاره ن كاربردهاياز ا ير به برخيدر ز. ر استيبار متغ يهايازمنديكاربردها با توجه به ن

را مي توان در حالت آماده به كار براي تغذيه بارهاي DG :(Standby)شرايط آماده به كار ) 1

.به كار بردبرفق يقطعها در زمان حساس مانند صنايع و يا بيمارستان

نواحي ايزوله شده كه براي اتصال به شبكه سراسري مانعي در سر راه معموالً: كاربرد منفرد) 2

.كننداستفاده مي DGبرد به جاي اتصال به شبكه از كه هزينه اتصال را باال مي دارند

توان بنابراين مي. كندد با توجه به منحني بار و ميزان توليد تغيير ميهزينه تولي :ييك زدايپ) 3

يبرا يبرق مصرفهزينه ن كاريبا ا. براي تغذيه بارهاي صنعتي در زمان پيك بار استفاده كرد DGاز

.دابييم كاهشكنند، يبسته به نرخ زمان مصرف پول پرداخت مكه يايان صنعتيمشتر

تواند توان مورد نياز مناطق دور افتاده را مي DG :ناطق دور دستكاربرد روستايي و م) 4

. باشداين كاربردها شامل روشنايي، سرمايش، گرمايش، ارتباطات و صنايع كوچك مي. تأمين كند

- ل به شبكه ميتصم )حساس يبارها( اييستباعث تثبيت ولتاژ در كاربردهاي رو DGهمچنين استفاده از

.شود

را دارند، CHP كه امكان عملكرد به صورت ييها CHP:( DG(گرما و توان توليد همزمان ) 5

در موارد گوناگون تواند يمتوليد برق نديفرآگرماي توليد شده در . دنرا به دنبال دار ييباالبازده انرژي

.ها و مراكز تجاري بزرگ و صنعت به كار گرفته شودمثل بيمارستان

Page 25: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٢٥ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

كاهش تلفات و بهبود ،ژتابار و به منظور بهبود پروفيل ولاز يبخشبراي تأمين DGاز :بار پايه) 6

.شوديمكيفيت توان استفاده

هاي سنتي با رنج متمركزو مراكز توليد DG تداولانواع مسه يمقاتوان با يك نوع طبقه بندي را مي

.م دادانجا 1-1 جدولمطابق عملياتي ختلفم

و ، نوعندازهها با توجه به ا DGتوسط توان توليد مدت زمان :و نوع توان مدت زمان توليد) 7

در تواند در مواردي چون تغذيه بار پايه طوالني باشد و ها ميآن وليددوره ت .كندها تغيير ميكاربرد آن

ميزان توليد براساس. كنندك ميبه شبكه كمتوانند هاي كوتاه مدت ميمواردي با توليد متغير در بازه

هاي DGاي را بين توان مقايسهمي) يا هر دو راكتيو ،اكتيو(و نوع توان توليدي دهي، طول توانتوان

.انجام داد 2-1 جدول مختلف مطابق

متداول يهايسه انواع انرژيقام: 1-1 جدول

ياصليكاربردها ينوع انرژ .هين بار پايو تأم ييك زدايپد همزمان برق و گرما، يتول • نيكروتوربيم

].1[موجود است kW 75تا 30كوچك يآن به صورت واحدها يتجار يهانمونه •

.شيش و گرماي، سرماه هوايجهت تهو CHP يكاربردها يمناسب برا • يسلول سوخت .باشدين بار مناسب ميبزرگ آن جهت تأم يواحدها •و متصل به هم kW 250تا 3كوچك يآن به صورت واحدها يتجار يهانمونه •

.بزرگ موجود است ين بارهايجهت تأم

.يبه همراه باتر ييمناطق روستا يه در برخين بار پايبه صورت مستقل و تأم • كييفتوولتاجهت مصارف ارتباط از ينه نگهداريبدون هز ك منبع توانيتواند به صورت يم •

.ها عمل كندجاده ييغات و روشنايراه دور، تبل

يصنعت يمنازل و مزارع دورافتاده و كاربردها • ين باديتورب

متداولياحتراق داخل يموتورها

)زليموتور د(

، يل آلودگياز قب يمشكالت يمدت آن در صنعت، دارا يرغم حضور طوالنيعل • ].1[ار است يدر مصارف سباال و خطرات حمل و نقل يدارنه نگهيهز

و ) نانيت اطميش قابليجهت افزا(بان يو عملكرد پشت ييزداكيپ يها براشتر آنيب •

Page 26: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٢٦ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

.رنديگيعملكرد درازمدت مورد استفاده قرار م ينه برا

.هين توان بار پايتأم يمنبع اصل • )يليسوخت فس(د متمركز يتول بانيعملكرد پشت و ييزداكياستفاده در پ •

يدهمتداول از نظر نوع توان و مدت توان يهايسه انواع انرژيقام: 2-1 جدول

مالحظات DGنوع يدهمدت توان .كنديرا فراهم م Pفقط FC ي، ولQو P ين گازيتورب • FC يهاروگاهيو ن ين گازيتورب • د دراز مدتيتول

هين بار پايمشاركت در تأم •

ر،يدپذيتجد يانرژ يهاستميس • ريد متغيتول• PV • WT

يط جويوابسته به شرا • از شبكه Qاز به منبع يو ن Pن يتأم • استفاده در مناطق دورافتاده • كاربردها ياز به كنترل در برخين •

FCره يذخ يواحدها • د كوتاه مدتيتول هايباتر • PV يهاسلول •

ديتول يوستگياستفاده جهت پ •كوتاه يزمان يهااستفاده در بازه يبرا يره انرژيذخ •

ازيموردنا يع يتوز(كاربر ظرفيت آن به طور مشخصي تعريف نشده است و متناسب با نوع : DGظرفيت ) 8

اين .نشان داده شده است ٦-١ شکلبندي معمول در اين زمينه در طبقه. آن استو كاربرد )يمشتر

.كندتغيير ميوار واحدها با صورت ماژولاتصال چندتايي تا سطوح از يك واحد

]2[د پراكنده يت منابع توليظرف :6-1 شكل

Page 27: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٢٧ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

ها باتري و FC، PV. تواند مستقيم و يا متناوب باشدخروجي مي انيجر: نوع توان توليدي) 9

ان ين جريتوان ايم البته .باشنديمناسب م DC يه بارهايتغذ يو برا كنندجريان مستقيم توليد مي

تغذيه بارهاي ل نموده و جهت يان متناوب تبديك قدرت به جريله ادوات الكترونيم را به وسيمستق

دارند كه از ادوات جريان متناوب WT و MT لياز قب DGانواع ديگر .ن استفاده كرداز آمتناوب

.شودها استفاده ميالكترونيك قدرت به منظور رگوالسيون ولتاژ در آن

كه مي تواند فسيلي و يا سوخت مورد استبراساس DGروش ديگر طبقه بندي :تكنولوژي) 10

).٧-١ شکل(غير فسيلي باشد

د پراكندهيمنابع تول يهايتكنواوژ :7-1 شكل

تعاريف مربوط به منابع توليد پراكنده 1-4

DG افته به شمار يد ساختار يتجد يهاستميو س برق در صنعت و بازار ينيد نويتولروش باً يتقر

اصطالحات موجود، در يخالبته بر. ارائه نشده است DGاز اصطالحات يف واحديتا كنون تعر. ديآيم

:شوديها اشاره ماز آن ير به برخيتر بوده كه در زها متداولنوشته

Page 28: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٢٨ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

DG يهامنا 1- 4- 1

:مثال يبرا. د پراكنده مصطلح استينام بردن از تول يه براواژ نيچند

• Dispersed Generation :شودياستفاده م يشمال يكايدر آمر.

• Embedded Generation :شودياستفاده م يجنوب يكايدر آمرواقع يدر كشورها.

• Decenteralized Generation :شودياستفاده م ييايآس يكشورها يدر اروپا و برخ.

تر بوده و استفاده از آن در كل جهان مصطلح ”Distributed Generation“البته استفاده از واژه

].2[شود يه ميتوص

DG از هدف 2- 4- 1

مورد نياز مشتركين و يا به صورت يقيحقيا تمامي توان يبخشبه منظور تأمين DGاز اساساً

در مثالً DGنيازي به توليد توان راكتيو توسط ف، ين تعريطبق ابنابراين . كنندآماده به كار استفاده مي

.باشدنمي FCمورد

DG محل 3- 4- 1

كه توليد توان الكتريكي كه به طور مستقيم به شب يهاعملكرد ماژولنصب و صورتبه DG محل"

در كنار .]2[ "شوديف مي، تعربه شبكه اتصال داردبه شبكه متصل شده است يا در سمت مصرف وتوزيع

ن يستم انتقال به ايس. ع ارائه كرديستم انتقال و توزيس يرا برا يف مرتبطيتوان تعاريف، مين تعريا

كند و ان توليد نميتو ،كندكار مي مستقله وسيله يك كمپاني ب كه يسيستم": شوديف ميصورت تعر

: كنيماين گونه تعريف ميز ينسيستم توزيع را ].2[ ".كنديدخالت نمفروشي توزيع و خردهدر همچنين

Page 29: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٢٩ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

- خردهع و يدر توزو كند تواند توان توليد ميشود، ياداره ميك شركت توزيع له يه وسسيستمي كه ب"

".دخالت داردفروشي

ها دارد كه در زير آن ياريبس وايدف DGال و توزيع و محل در مورد سيستم انتقف ارائه شده يتعار

.]2[ كنيمرا ذكر مي

CHPو از سيستم متصل باشدصنعتي بزرگ به طور مستقيم به خط انتقال اگر يك مشترك •

در سمت زيرا به طور مستقيم ،محسوب نمود DGرا CHPتوان سيستم مي ،استفاده كند

.شده است شبكه وصلبه مصرف

توان يك نيروگاه بادي متوسط را به صورت مي ،رفيت يك شبكه توزيع محدود باشداگر ظ •

.شوديمحسوب نم DGنيروگاه بادي مورد در اين .مستقيم به خط انتقال متصل كرد

ماً يد مستقتوانمي DG. كنديرا دنبال نم DGف مربوط به محل يوجود دارد كه تعر يخاصحالت

].1[روگاه نصب شود يت نيق انداختن توسعه ظرفيو به تعوأمين پيك بار به منظور تع يستم توزيتوسط س

.قرار دادبررسي مورد ابزار جديد براي طراحي شبكه توزيع توان به عنوان يرا م DGپس

DGناحيه تحت پوشش 4- 4- 1

-ارايه نشده است، اما چنين فرض مي DGتحت پوشش هيناح موردمشخصي در تعريف تا كنون

DGاما اگر در شرايطي انرژي توليدي توسط .شوديمصرف مشبكه توزيع در DG يديلتو يانرژ شود كه

.تواند در شبكه انتقال جاري شوداز مصرف شبكه توزيع باالتر رفت اين انرژي اضافي مي

Page 30: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٣٠ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

هاي عملياتيمحدوديت 5- 4- 1

. شود يبررسردي عملكهاي محدوديت يستشبكه توزيع باي يرو رب DGاثرات به منظور مطالعه

در اينجا مدل حالت ماندگار . نيز دو مدل حالت ماندگار و ديناميك دارد DGانند تمامي ادوات الكتريكي م

توان اكتيو ثابت در را به عنوان منبع DG دياثرات و فواشود زيرا كه ما سيستم بيشتر مورد توجه واقع مي

براي اختالالت كوچك موجود در و شبكه يدر حالت عملكرد عاد از حالت ماندگار معموالً. گيريمنظر مي

استفاده كند، يد ميتوان تول تحت فركانس ثابتبوده و ل به شبكه تصهمچنان م DGم زماني كه تسيس

]:12[ كندتفاوت مير يبه صورت زبا توجه به انواع آن DGهاي كاربردي محدوديت. كنيممي

• DG اين :احتراقي و ژنراتور آبي موتور ،گازي توربيناز نوع يهاDG قاً يالبته نه دق -ها را مشابه

:ت دارنديدو محدود ي، ولدنكه قابليت ديسپچ داررند يگيدر نظر م يتمركز سنتتوليد م -كسان ي

يت توانيمحدودداراي ،)Pg( يعني DG يخروج يديتوان تول :يخروج يديتولتوان )1

توان از يحداقلمقدار دارند، CHPها كه كاربرد DGاز يدر برخ. باشديمحداكثر و حداقل

يهاتيز به قابلينتوان د يتولاكثر مقدار حد. مقاصد گرمايشياز است، مانند يمورد نخروجي

.شوديو اضافه بار مربوط م ييگرما

)1( Pg min ≤ Pg ≤ Pg max

در افزايش توان خروجي در يك بازه DGخير طبيعي أاين شيب متناسب با ت :ميزان شيب )2

.استزماني مشخص

)2( ∆Pgt ≤ ∆Pg limit

∆Pgt از لحظه يخروج يديش توان توليزان افزايمt-1 تا لحظهt باشديم .

Page 31: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٣١ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

• DG نوع اين :ها با انرژي تجديدپذيرDG شاملWT وPV مهمترين ويژگي اين نوع . باشدميDG

شرايط محيطي ثر ازأها متخروجي آن ، چراكهاست يط اضطراريدر شراها دن آنبوغير قابل ديسپچ

و (f) توان توليدي با فركانسها DGن نوع يااز يرخدر ب. است) زان آفتابيب سرعت باد و ميبه ترت(

.متناسب است استتصل مبه آن DGكه (Vg) يسباولتاژ

)3( Pg = f(f,Vg)

وان توانند تيو مقابليت ديسپچ دارند هايل باترياز قب ادوات ي از اينرخب :يسازادوات ذخيره •

.هستنددام داراي مشخصه مخصوص به خود هرك البته. را كنترل كنند يدهو مدت زمان توان يخروج

)4( 1:

gtt j

p T E=

≤∑

Pgt در زمان يتوان خروجt ،E ره شده و يذخ يكل انرژT شده است يزمان سپر.

• FC ن كنند بنابراين تواتوليد ميفقط توان اكتيو :سازيتجديدپذير و ادوات ذخيره يهاي، انرژها

پذير با ضريب خازن ثابت، خازن كنترل: هايبه يكي از انواع روش يستيبا راكتيو مورد نياز سيستم را

توان به يسه امكان باال را م .توان ثابت و يا اتصال به شبكه توسط ادوات الكترونيك قدرت تأمين كرد

:ر نشان داديصورت ز

)5(

Qg = Qfix (fixed)

Qg = f(Pg) (fixed power factor)

Qg = QSystem Interfacinfg

Page 32: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٣٢ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

د پراكندهيتول مزاياي 1-5

ا ين مزاياز ا يبرخ. را به دنبال دارد يفراوان يايع مزايستم توزيد پراكنده در سياستفاده از منابع تول

:ر ذكر شده استيدر ز

يقتصاداز نظر ا 1- 5- 1

• DG دارند، مصرفمحل ها دربا نصب آنبارهاي محلي را يش تقاضايبه افزا ييپاسخگوها توانايي

ستم قدرت يس يع و به روز رسانيد انتقال و توزيجدهزينه ساخت خطوط توانند از يمبنابراين

].18و 12، 3[كاهش دهند يع را در فاز طراحيت شبكه انتقال و توزيكاسته و ظرف راموجود

• DG شود وار مونتاژاژولبه صورت م تواند در هر مكاني به راحتيمي)FC-MT وMT-

batteries ( را به دنبال داردر يز يايمزاكه:

يهاستقل از ماژولبه طور متواند يماژول مهر . شوددر هر مكاني با كمترين زمان نصب مي )1

ه يبر عملكرد بق يريك ماژول تأثي ين خطايهمچن. كار كندشروع به وشده نصب گر يد

.ها نداردماژول

.ظرفيت كل را تغيير داد هاماژولبا افزودن و يا كاهش توانمي )2

بنابراين ،شوندنصب در هر جايي توانند يد متمركز را ندارند و ميتول يت مكانيمحدودها DGچون •

-يالبته، انرژ .]13[ دارد يد انرژيتول يهاثير قابل توجهي در هزينهأها تآن يابيجا يريپذانعطاف

.هستند ياژهيو ييايط جغرافيازمند شراين يديخورش يآب، باد و واحدهال ير از قبيدپذيتجد يها

يزان تقاضايتوان ميآن م يش جزئيا افزاكه ب يبه طوراست مناسب ياگونهها به DGت يظرف •

.ن نموديرا تأمبار مشترك ق يدق

Page 33: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٣٣ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

• DG نوع ي هاCHP تصادي توانند خيلي اقكنند ميكه در مناطق دورافتاده و به تنهايي كار مي

ش يا افزايش و يش و سرمايگرمابه منظور ياتالف يتواند از گرمايم DGن نوع از يا ].14[ باشند

].13[شتر استفاده كند يد بيبازده با تول

• DG كاهش منجر بهشوند كه عمده فروشي مي مت توانيقكاهش باعث ،تزريق توان به شبكهبا ها

.]15[ شودتقاضا مي

يت خواهد بود، بخصوص در حالتيار حائز اهميها بس DGافته، نقش ير د ساختايستم تجديدر س •

يهاو ارگان) ها ISO(برداران مستقل انتقال در مورد بهره) LMP(محدوده محل يگذارمتيكه ق

].15[تواند مؤثر باشد يم DG يابيدر جا LMPن ياعمال گردد، بنابرا) ها RTO(انتقال يامنطقه

• DG شوندجويي در سوخت ميصرفه ش داده و باعثيت شبكه را افزازايطول عمر تجهها.

• DG د نوسانات بازار و توانميستم يسبنابراين اندازند، يق ميها را به تعوروگاهيها برنامه توسعه ن

].16[ك بار را دنبال كند يش پيافزا

مانند ت بنابراينها سوختشان نيز متفاوت اس DGبه كار رفته در متنوع يهابا توجه به تكنولوژي •

.]16[ نيازي به نوع مشخصي از سوخت نيست گريد يهاروگاهين

يگاه عملكردديد از 2- 5- 1

DG يمع يستم توزيس] 12و 3[ت توان يفيو ك] 18و 17، 3[ل ولتاژ يپروف يبر رو يها اثر مثبت-

.گذارند

• DG ط انتقال، شده در خطو يجه كاهش توان جاريع و در نتيتوز ياز بارها ين بخشيبا تأمها

.]18و 17، 15، 3[ دنشوبهبود پروفيل ولتاژ ميو باعث كاهش تلفات سيستم

Page 34: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٣٤ انواع منابع توليد پراکنده : فصل اول

• DG 13[ فا كنديا يثرؤم نقش ييزداكيپهاي مديريت بار و تواند در برنامهمي[.

• DG به ، چراكه شودمي آنقابليت اطمينان ش يافزاو ستم يس يدهسيسرو يوستگيپباعث بهبود

خصوصاً براي مشتركيني كه .دارد DGچندين واحد كوچك وجود ،يدجاي يك واحد مركزي تول

يبندتوان طبقهيم DG، در حضور حداقل قابليت اطمينان را دارندو در انتهاي خط قرار دارند

با يمتصل هستند و بارها DGنان باال كه به يت اطميحساس و با قابل يبارها. كرد يمعرف يديجد

].13[ستند يمتصل ن DGخطوط بوده و به ييتر كه در نقاط انتهانيينان پايت اطميقابل

• DG به حالت آماده بكار مورد شبكه يهاياموشتواند به منظور استفاده در مواقع اضطراري و خمي

)]15[ ايجاد قابليت اطمينان محلي(استفاده قرار گيرد

• DG 12[ شوندستم ميها با تغذيه رزرو مورد نياز باعث ايجاد پايداري بهتر در سي[.

ها را در شبكه توزيع توان آنبنابراين مياست، تغير م تربزرگر يمقادها از ميكرو تا DG تيظرف •

در DG تيو انتخاب ظرف يابيدر جا پذيري باالباعث انعطافمتوسط نصب كرد كه ا يف يفشار ضع

.]16[ شودمي شبكه

• DG شوديمستم انتقال يت سياز ظرف يبخش يها باعث آزادساز.

• DG 12[ شوندهاي تجديد پذير باعث كاهش آلودگي محيط زيست مي[.

Page 35: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

دوم فصل

د پراكنده در يتول منابع مسائل مربوط به حضور

شبكه

Page 36: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٣٦ در شبکه توليد پراکندهمسائل مربوط به حضور منابع : فصل دوم

د پراكنده در شبكهيتول منابع مسائل مربوط به حضور 2

مقدمه 1- 2

د يحال با. ي شدهاي هر كدام بررسو مزايا و محدوديت DGهاي مختلف ، تكنولوژيشيفصل پدر

از شبكه در نظرگرفت، يبرداردر بهره يستيرا با يديدر شبكه، چه مسائل جد DGد كه با قرار گرفتن يد

- راه. اندشده يطراح جهتك يل توان در يتحو كردن نهيبه در جهت يع، همگيتوز يهاستميسچرا كه

كه دشستم خواهد يس در عملكردمشكالت يتوجه سبب بروز برخ ت قابليظرف باتوليد پراكنده يانداز

.ميپردازيها مآن ين فصل به بررسيدر ا. شـوند يع متصـل مـ يـ توز يهستند كه به شـبكه هـا يكيالكتر يد انرژيدات پراكنده، منابع توليتول

-راه ينـه كمتـر ياست و با هز يسنت يهاروگاهيبزرگ در ن ين مولدها كمتر از ژنراتورهايت ايحجم و ظرف

ن يـ ن اضافه شـدن ا يهمچن. هاستن واحديا يايگر مزايكمتر از د يآلودگ و باالتر يد، بازدهشونيم يانداز

ت تـوان و يـ فيت، بهبـود ك يـ ظرف يل ولتـاژ، آزادسـاز يع، كاهش تلفات، بهبود پروفيستم توزيها به سواحد

، يديرشـ وخ يهـا سـلول ،يسـوخت يهـا لي، پي، باديآب يهاروگاهين. گر را به همراه دارديمنافع د ياريبس

Page 37: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٣٧ در شبکه توليد پراکندهمسائل مربوط به حضور منابع : فصل دوم

د پراكنده به ين انواع توليتراز متداول يارهيو تلمبه ذخ يين گرمايزم يهاروگاهيها، ني، باترهانيكروتوربيم

ـ MW25در تـوان كمتـر از يگاز يز استفاده از واحدهايران نيدر ا. رونديشمار م د يـ عنـوان منـابع تول ه ب

ش ين واحـدها افـزا يـ ش به سـمت ا يرگراياخ يهاا باعث شده كه در سالين مزايا .پراكنده مقرر شده است

يجـه رفتـار كلـ ياز خطـوط و در نت يو عبـور يـ و و راكتيـ ن واحـدها تـوان اكت ياما با وارد شدن ا دا كند،يپ

.كندير مييع تغيتوز يهاستميس

ن اثـرات يتـر از مهـم يكـ ي .اسـت يد پراكنده ضروريدر و واحد تولين رو مطالعه اثرات متقابل فياز ا

و بازبسـت انيـ اضـافه جر وز، رلهيان فيم ين رفتن هماهنگي، از بعيتوز يهاستميس يپراكنده رو يمولدها

.ستم حفاظت شودياست كه ممكن است باعث اختالل عملكرد س

ن يـي تع يد پراكنده را طـور ي، بتوان اندازه و مكان واحد تولعيتوزك شبكه ي يممكن است برا يگاه

داكردن يـ و پ يابيـ ن كـه مطالعـه جا يالبته با توجه به ا. ]19[ ظ شودحف يادوات حفاظت يكرد كه هماهنگ

ر كـردن مسـئله يـ گاست، در ير فنيو غ ياز مسائل فن ياريپراكنده در گرو بس يمولدها يز مناسب برايسا

.دارد ين مطالعات را درپيده شدن ايچيحفاظت پ

ـ ياتـ ا نصـب ادو يـ و يم ادوات حفـاظت يدر تنظـ يرات سـطح ييبا اعمال تغ يگاه در شـبكه، يجزئ

پراكنـده، بالـذات يدر حضور مولـدها يسنت يادوات حفاظت .]20[ شوديل ميان ادوات تحصيم يهماهنگ

يهـا بـا واحـدها همه آن ينيگزيجا دار ندارند،ت جهتيماه يميقد يهاوزها و بازبستيف دارند، يمشكالت

دات پراكنـده اگـر يـ تول يارهيـ كـرد جز ن در مورد عمليهمچن .دار ممكن است مقرون به صرفه نباشدجهت

.]21[ آورد يبه بار م يادياشد خسارات ززم همراه نبيعمل بازبست با سنكرونتوان به بعضي از مشـكالت هاي توزيع داراي منابع توليد پراكنده در ساختار خود مي با بررسي شبكه

دار بـودن شـكل اعوجاج و هارمونيـك ها نظير نوسانات و تغييرات ولتاژ، كيفيت توان موجود در اين سيستم

.موج ولتاژ و جريان شبكه و افزايش سطح اتصال كوتاه آن پي برد

در حالت كلي، اتصال منابع توليد پراكنده به شبكه توزيع فشار ضعيف مـي توانـد مشـكالت زيـر را

:سبب گردد

Page 38: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٣٨ در شبکه توليد پراکندهمسائل مربوط به حضور منابع : فصل دوم

هاي شبكه افزايش يا كاهش ولتاژ هادي -

ژهاي ولتا افزايش اعوجاج هارمونيك -

افزايش سطح اتصال كوتاه شبكه -

هاي حفاظتي عدم عملكرد صحيح سيستم -

هاي شبكه فشار ضعيف افزايش دماي هادي -

هـا هاي توزيع شعاعي و حلقوي برقرار بوده و در ادامه به بررسي هر يـك از آن اين موارد براي شبكه

.پردازيم مي

تغييرات آرام ولتاژ 2- 2

تصال منابع توليد پراكنده به فيدرهاي خطوط هوايي يا كابل زميني بررسي حالت پايدار ولتاژ محل ا

باشـد، لـذا اسـتانداردهايي بـراي هايي مـي هاي توزيع يكي از پارامترهاي اساسي بررسي چنين شبكه شبكه

هاي ولتاژ متوسط و فشار ضعيف داراي منابع توليد پراكنده تنظـيم شـده تغييرات اندازه ولتاژها براي شبكه

دقيقه در محل اتصال است كه 10هاي زماني ها بررسي مقادير متوسط ولتاژ در بازه كي از اين روشي. است

توان نامي منبع توليـد Snگردد كه در آن محاسبه مي) 1(اندازه ولتاژ محل اتصال در حالت پايدار از رابطه

زاويـه جريـان خروجـي φزاويه امپدانس شـبكه، kΨتوان اتصال كوتاه شبكه در محل اتصال، Skپراكنده،

kمنبع توليد پراكنده و

n

SRS

.باشد نسبت اتصال كوتاه در محل اتصال مي =

)1( ( ) ( )100% 100 cos cos 3%nk k

k

SS R

ε φ φ= Ψ + = Ψ + ≤

هـاي ولتـاژ متوسـط در شبكه% 2 -%3طبق استانداردهاي كشورهاي اروپايي اين ميزان نبايستي از

انـدازه تغييـرات ولتـاژ در محـل . نگـردد % 10تغييرات ولتاژ شبكه فشار ضعيف نيز بيش از تجاوز نمايد تا

و نسبت اتصـال كوتـاه kΨ، زاويه شبكه φ اتصال منابع توليد پراكنده به شبكه توزيع بسته به ضريب توان

R شود ديده مي ١-٢ شکلدر براي مقادير مختلف.

Page 39: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٣٩ در شبکه توليد پراکندهمسائل مربوط به حضور منابع : فصل دوم

تغييرات ولتاژ برحسب زاويه شبكه و ضريب توان: 1-2 شكل

انـدازه ٢-٢ شـکل در همچنين ضريب توان منبع توليد پراكنده نيز، بر تغييرات ولتـاژ مـؤثر بـوده و

تغييرات ولتاژ به نسبت اتصال كوتاه در محل اتصال براي ضرايب توان مختلف منبع توليـد پراكنـده ديـده

.شود مي

تغييرات ولتاژ بر حسب نسبت اتصال كوتاه براي ضرايب توان مختلف: 2-2 شكل

ها به يك فيـدر، تغييـر انـدازه متعدد در شبكه و اتصال آن در صورت استفاده از منابع توليد پراكنده

. باشـد لذا پخش بار دقيـق سيسـتم ضـروري مـي . ولتاژ ناشي از تمامي منابع بايستي مورد توجه قرار گيرد

Page 40: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٤٠ در شبکه توليد پراکندهمسائل مربوط به حضور منابع : فصل دوم

براي حاالتي كه توان توليدي منابع توليد پراكنده ماكزيمم و توان مصرفي بارهـاي شـبكه مينـيمم باشـد،

ژ در محل اتصال، ماكزيمم و هرگاه توان توليـدي منـابع توليـد پراكنـده، مينـيمم و تـوان تغيير اندازه ولتا

مقـدار متوسـط . مصرفي بارهاي شبكه ماكزيمم باشد، تغيير اندازه ولتاژ در محل اتصال، مينيمم خواهد بود

هـاي ولتـاژ تـرانس ولتاژ نامي تجاوز نمايد تا با استفاده از تغييـر تـپ % 5ولتاژ هر محل اتصال، نبايستي از

.شود ديده مي) 2(اين موضوع در رابطه . متوسط به فشار ضعيف بتوانيم آن را جبران نماييم

)2( min max0.95 1.052n med n

V VV V V+< = ≤

ولتـاژ نـامي باشـد تـا تغييـر % 3تغيير اندازه ولتاژ محل اتصال، حول متوسط ولتاژ نبايستي بيش از

.گردد بيان مي) 3(بماند كه اين موضوع بصورت رابطه % 10اندازه ولتاژ شبكه فشار ضعيف كمتر از

)3( max min2 0.06 nV V V V∆ = − ≤

تغييرات سريع ولتاژ و فليكر 3- 2

دهد كه ضريب سختي فليكر، محدوده تغيير و نوسان ولتاژ ناشي از منابع قدرت كوچك را نشان مي

اين ضريب به جريان اتصال كوتـاه در . گيري نمود هاي واقعي محاسبه و يا اندازه توان آن را براي سيستم مي

آن نقطه، قدرت توليدي نامي و ضريب فليكر تجهيزات كه ميزان قابليت توليد فليكر در تجهيـزات را بيـان

هستند، ولي ضريب فليكـر 20هاي گاز و بخار داراي ضريب فليكر ژنراتورهاي توربين. كند، بستگي دارد مي

شد كه اين موضوع امكان ايجاد نوسانات را در شكل موج ولتـاژ و جريـان با مي 40هاي بادي ژنراتور توربين

.آورد شبكه توزيع به راحتي فراهم مي

تواند ناشي از سوئيچينگ و تغيير سريع ولتاژ در محل اتصال منابع توليد پراكنده به شبكه توزيع مي

انـدازه ايـن . نگـام كـار باشـد قطع و وصل كردن منبع به شبكه يا تغييرات ناگهاني توان خروجـي آن در ه

تغييرات و فليكر ناشي از آن بايستي محدود گردند تا از آسـيب رسـيدن بـه تجهيـزات و بارهـاي مصـرفي

در موارد سوئيچينگ منبع، توجه به نوع شـبكه ولتـاژ متوسـط يـا فشـار . موجود در شبكه جلوگيري گردد

Page 41: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٤١ در شبکه توليد پراکندهمسائل مربوط به حضور منابع : فصل دوم

هـا در اسـتانداردهاي رو ميزان ايـن محـدوديت نضعيف، اندازه تجهيزات و فركانس كار اهميت دارد و از اي

عنوان مثال ماكزيمم تغييرات اندازه ولتـاژ بـراي شـبكه توزيـع ولتـاژ متوسـط ه ب. گردد مختلفي تعيين مي

بار قطع و وصل منابع به شبكه در سـاعت بايسـتي 10داراي منابع توليد پراكنده در صورت وجود بيش از

و در صـورت % 3بار و بيش از يك بار در سـاعت كمتـر از 10كمتر از ، در صورت قطع و وصل%2كمتر از

هـاي توزيـع فشـار ميزان اين مقادير براي شـبكه . باشد% 4قطع و وصل كمتر از يك بار در ساعت كمتر از

بيان كننـده انـدازه تغييـر سـريع ) 4(رابطه ساده . گردد% 7و % 5/5، %4ضعيف بايستي به ترتيب كمتر از

.باشد مان سوئيچينگ وصل منبع به شبكه ميولتاژ در ز

)4( max100% 100 n

k

Sk kS R

ε = =

)به ضريب توان شبكه و به صورت xتر با احتساب وابستگي اما رابطه دقيق )kk Ψ آيد، به دست مي

مقـاديري در بـازه اندازي منبع به جريان نامي و برابـر توان آن را برابر نسبت جريان راه اما براي سادگي مي

اندازه فليكر ولتاژ ناشي از . اندازي و نوع منبع توليد پراكنده وابسته است در نظر گرفت كه به نحوه راه 8-1

بـه Pltو بلنـد مـدت Pstهاي زمـاني كوتـاه مـدت سوئيچينگ منابع توليد پراكنده در شبكه توزيع در بازه

تعـداد منـابع توليـدات پراكنـده مـوازي در Nه در آن آيـد كـ به دست مي) 6-1(و ) 5-1(ترتيب از روابط

)توان نامي و Sn,iشبكه، )i kk Ψ ضريب گـام فليكـر واحـدi همچنـين . هسـتند N10,i و N120,i ـ ترتيـب ه ب

دقيقه بـراي 120و 10هاي زماني ماكزيمم مقادير سوئيچينگ منابع توليدات پراكنده شبكه توزيع در بازه

.باشند يم iواحد

)1-5( ( )( )13232

10, ,.1

18 .N

st i i k n iik

P N k SS =

⎛ ⎞= Ψ⎜ ⎟

⎝ ⎠∑

)1-6( ( )( )13232

120, ,.1

8 .N

lt i i k n iik

P N k SS =

⎛ ⎞= Ψ⎜ ⎟

⎝ ⎠∑

و در بـازه زمـاني 75/0اندازه فليكر ولتاژ براي شبكه فشار ضعيف در بازه زماني كوتاه مدت كمتر از

هـاي شـبكه بـراي كوتـاه بوده ولي براي شبكه ولتاژ متوسط با در نظر گرفتن پـارامتر 1بلند مدت كمتر از

Page 42: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٤٢ در شبکه توليد پراکندهمسائل مربوط به حضور منابع : فصل دوم

فليكر كل شـبكه ناشـي از سـوئيچينگ تمـامي . باشد مي 9/0و براي بلند مدت كمتر از 7/0مدت كمتر از

. آيد منابع پراكنده موجود در شبكه توزيع به دست مي

هاي مياني ها و هارمونيك هارمونيك 4- 2

ظيـر هايي بـراي اتصـال منـابع توليـد پراكنـده ن مبدلاستفاده از ادوات الكترونيك قدرت به صورت

هاي خورشيدي به شبكه توزيع موجب ايجاد هارمونيك و اعوجاج در شـكل مـوج هاي بادي و سلول توربين

توانند ناشي از اثـر هاي ولتاژ مي هاي ولتاژ متوسط هارمونيك در شبكه. گردد ولتاژ و جريان شبكه توزيع مي

به همين علت هر يك از تجهيزات، .هاي فشار ضعيف يا فشار قوي ايجاد گردند ها به شبكه اتصاالت دستگاه

هاي محدودي را ايجاد نمايند تا سطح هارمونيك ولتاژ كـل شـبكه از حـد متعـارف تنها بايستي هارمونيك

هاي توزيع بايسـتي بـه پتانسـيل از اين رو در هنگام استفاده از منابع توليد پراكنده در شبكه. تجاوز ننمايد

در شـبكه توزيـع . ها توجـه گـردد اي مياني ناشي از نصب اين دستگاهه ها و هارمونيك توليدها و هارمونيك

در ورودي خود كه عمدتاً بارهاي صنعتي هستند، در اثر استفاده از مبدلداراي بارهاي غير خطي مجهز به

ها در باس يابد كه افزايش هارمونيك هاي شكل موج ولتاژ شبكه افزايش مي منابع توليد پراكنده، هارمونيك

هـا نيـاز بـه اسـتفاده از به منبع توليد پراكنده بسيار شديد بوده و در نتيجه براي حذف هارمونيـك متصل

ها براي سـطوح ولتـاژ مختلـف فشـار قـوي، ولتـاژ ترتيب كنترل حذف هارمونيك. باشد فيلترها در آنجا مي

.شود ديده مي 1-1 جدولمتوسط و فشار ضعيف از يك سطح ولتاژ به سطح ولتاژ ديگر در

هاي فشار قوي، ولتاژ متوسط و فشار ضعيف هاي مختلف شبكه ترتيب حذف هارمونيك: 1- 2 جدول

مضارب زوج 3مضارب فرد 3مضارب فرد غير مضارب

مرتبه هاي ولتاژ اندازه هارمونيك

مرتبه هاي ولتاژ اندازه هارمونيك

مرتبه هاي ولتاژ اندازه هارمونيك

فشار ضعيف

ولتاژ متوسط

فشار قوي

فشار ضعيف

ولتاژ متوسط

فشار قوي

فشار ضعيف

ولتاژ متوسط

فشار قوي

5 7 11 13

6 5 5/3

3

5 4 3 5/2

2 2 5/1 5/1

3 9 15 21

5 5/1 3/0 3/0

4 2/1 3/0 3/0

2 1 3/0 2/0

2 4 6 8

2 1 5/0 5/0

5/1 1 5/0 4/0

5/1 1 5/0 4/0

Page 43: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٤٣ در شبکه توليد پراکندهمسائل مربوط به حضور منابع : فصل دوم

17 19 23 25

2 5/1 5/1 5/1

6/1 2/1 2/1 2/1

1 1 7/0 7/0

2/0 بيشتر

2/0

2/0 10 12

بيشتر

5/0 2/0 2/0

4/0 2/0 2/0

4/0 2/0 2/0

THD باشد مي% 8و % 5/6، %3هاي فشارقوي، ولتاژ متوسط و فشار ضعيف بترتيب برابر در مقادير جدول فوق براي شبكه.

آيـد به دست مـي ) 7(از رابطه hبنابراين ميزان اعوجاج سيستم ولتاژ متوسط براي هارمونيك مرتبه

ThHMهاي ولتاژ متوسط و فشار قوي، در سيستم hبترتيب اندازه هازمونيك مرتبه LhHVو LhMVكه در آن

هـاي ضريبي است كه بـراي هارمونيـك αاز فشار قوي به ولتاژ متوسط و hضريب انتقال هارمونيك مرتبه

5هاي مراتب برابر يك، براي هارمونيك h > 5مراتب 10h≤ 10هاي مراتب و براي هارمونيك 4/1برابر ≥

>h باشد مي 2برابر.

)7( ( ).hMV hMV hHM hHVG L T L ααα= −

ا براي هر منبع توليـد پراكنـده در شـبكه ر EVh,iتاژ توان محدوده اعوجاج ول مي GhMVبا استفاده از

نسبت توان Si كل توان شبكه و Stبه دست آورد كه در آن ) 8(توزيع متناسب با توان خروجي آن از رابطه

.باشد هر منبع توليد پراكنده متصل به شبكه به كل توان شبكه مي

)8( ,,

n iVh i hMV hMV i

t

SE G G S

Sαα= =

ليد پراكنده بعنوان منابع جريان هارمونيكي شبكه توزيع مـي تـوان انـدازه با در نظر گرفتن منابع تو

بدسـت ) 9(هاي جريان شبكه را با استفاده از امپدانس شبكه براي هر مرتبه هارمونيك از رابطـه هارمونيك

جـاج محـدوده اعو EIh,iو iواحـد hبترتيب اندازه ولتاژ و جريان هارمونيك مرتبـه Ihiو Vhiآورد كه در آن

.باشند جريان در شبكه توزيع مي

)9( ,, ,. Vh i

hi h hi Vh i hi Ih ih

EV Z I E I E

Z= ≤ ⇒ ≤ =

Page 44: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٤٤ در شبکه توليد پراکندهمسائل مربوط به حضور منابع : فصل دوم

پخش بار و تلفات 5- 2

براي بررسي ميزان تغييرات تلفات شبكه توزيع در صورت اتصال منابع توليد پراكنـده بـه آن، ابتـدا

ع هدف از بررسي پخش بار در شبكه توزي. بايستي محاسبات پخش بار مربوطه به شبكه توزيع صورت گيرد

ـ داراي منابع توليد پراكنده، بررسي ولتاژ در هر محل اتصال مي تـوان ايـن صـورت سـاده مـي ه باشد كـه ب

بدسـت آورد ) 10(افزايش ولتاژ ناشي از وجود ژنراتور سنكرون يا آسنكرون منابع توليد پراكنده را از رابطه

ـ Qو Pو ترتيب مقاومت و راكتانس فيدر خط هوايي در آن محله ب Xو Rكه در آن ترتيـب تـوان ه نيز ب

.اكتيو و راكتيو گذرا در آنجا هستند

)10( PR XQVV+

∆ =

باشد، لذا توان اكتيـو هاي فشار ضعيف، مقاومت تأثيرگذارتر از راكتانس مي كه براي شبكه از آنجايي

توزيعي، پارامترهاي مـؤثر در بررسي پخش بار چنين شبكه. تأثيرگذارتر از توان راكتيو در شبكه خواهد بود

شامل توان اكتيو و راكتيو خروجي منبع توليد پراكنده و محل اتصال آن به شبكه، اندازه بار شـبكه، تعـداد

.منابع متصل به يك خط در شبكه و امپدانس شبكه هستند

كنـده هاي توزيعي حاكي از افزايش ولتاژ در محل اتصال منابع توليد پرانتايج پخش بار چنين شبكه

كه ضريب توان منابع توليـد پراكنـده نصـب شـده، يـك و يـا بسـيار به شبكه توزيع است، ولي در صورتي

ايـن . رسـد مـي % 2نزديك به آن باشد، ميزان افزايش ولتاژ در محـل اتصـال كـاهش يافتـه و بـه كمتـر از

نده نسبت به شبكه توزيع دهند تلفات شبكه توزيع ولتاژ متوسط داراي منابع توليد پراك ها نشان مي بررسي

از طرف ديگر اگر شرط استفاده از منابع توليد پراكنـده . بدون چنين منابعي در ساختار آن كاهش مي يابد

گاه ميزان تلفات شبكه توزيع نسـبت بـه حالـت بـا ضـريب تـوان كمتـر برآورده گردد، آن 1با ضريب توان

توليد پراكنده با در نظر گرفتن تغييـرات ولتـاژ و تلفـات لذا بهترين حالت استفاده از منابع. يابد افزايش مي

تـوان ضـمن با چنين انتخـابي مـي . باشد مي 95/0-1شبكه، استفاده از منابع توليد پراكنده با ضريب توان

Page 45: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٤٥ در شبکه توليد پراکندهمسائل مربوط به حضور منابع : فصل دوم

جلوگيري از افزايش تلفات در شبكه توزيع، از افزايش ولتاژ در محل اتصال منبع توليد پراكنـده بـه شـبكه

.آورد جلوگيري به عمل

جريان اتصال كوتاه 6- 2

هاي توزيع داراي منابع توليد پراكنده بسته به امپدانس شبكه با افزايش تعداد منابع توليـد در شبكه

يابد و اندازه آن براي خطوط متصل به منابع توليـد پراكنـده پراكنده، سطح جريان اتصال كوتاه افزايش مي

كه در صورت بروز عيبي در يكـي از فيـدرهاي خطـوط بيشتر از خطوط غير متصل به چنين منابعي است

هوايي يا كابل زميني شبكه توزيع، رله ها عيب را تشخيص داده و اتصـال منبـع بـه آن فيـدر را در پسـت

هاي توزيع داراي منـابع اما در شبكه. باشد نمايند و وصل مجدد آن منوط به رفع عيب مي مربوطه قطع مي

انـد، بـا وجـود قطـع بروز عيب در يكي از فيدرهايي كه منـابع بـه آن متصـل توليد پراكنده، اگر در صورت

توانـد موجـب اتصالي شبكه ممكن است منابع توليد پراكنده همچنان متصل به سيستم بوده و اين امر مي

تواند موجب تداوم قوس در محل عيب شده و ثانياً سطح رساني به فيدر معيوب گردد كه اوالً مي تداوم برق

اي كه مستقيماً كه در هنگام بروز عيب، منابع توليد پراكنده در صورتي .ل كوتاه شبكه افزايش مي يابداتصا

تنها سطح اتصال كوتاه شبكه ، نهصورت اتوماتيك از شبكه قطع گردنده با فيدر معيوب در ارتباط هستند، ب

بعي تـأمين مـي شـدند نيـز برق شدن بارهاي مصرفي كـه توسـط چنـين منـا يابد، بلكه از بي افزايش نمي

هاي توزيع داراي منابع توليد پراكنده و ايجاد همـاهنگي لذا بررسي سيستم رلياژ شبكه. گردد جلوگيري مي

هاي متصل به منابع توليد پراكنده بايسـتي در اين صورت رله. ها، امري الزم و ضروري است رله تنظيمبين

بع را از مدار قطع نمايند و نيز اگر عيـب در فيـدر ديگـري بتوان در صورت بروز عيبي در فيدر مربوطه، من

.برق شدن قسمتي از بارهاي شبكه نگردند باشد، به اشتباه موجب خروج منبع از مدار و بي

Page 46: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٤٦ در شبکه توليد پراکندهمسائل مربوط به حضور منابع : فصل دوم

بررسي نامتعادلي 7- 2

صورت سه هادي تكفاز و بارهاي مصرفي عموماً تكفاز يـا سـه فـاز ه هاي توزيع ب كه شبكه از آنجايي

هاي نسبتاً متعادل بين هر سه فاز مي توان نامتعادلي را بسيار كاهش داد و يجاد آرايشباشند، با هدف ا مي

هاي متعادل تـأثير بسـيار كمـي در صورت سه فاز به شبكه يا تكفاز با آرايشه اتصال منابع توليد پراكنده ب

ايجـاد آرايـش هـاي توان براحتي با هاي ولتاژ و جريان شبكه توزيع دارد، بطوريكه مي نامتعادلي شكل موج

.محدود نمود% 2مناسب، نامتعادلي سيستم را در كمتر از

هاي توزيع شعاعي بر تعيين ماكزيمم توان توليدي منابع توليد پراكنده در شبكه 8- 2

هاي هارمونيكي اساس محدوديت

ـ هاي ايجاد شده در شبكه نوسانات ولتاژ و هارمونيك ر هـاي توزيـع داراي منبـع توليـد پراكنـده، براب

رو بـراي از ايـن . شود هايي است كه توسط هر يك از منابع به شبكه تزريق مي مجموع نوسانات و هارمونيك

توان توان توليدي چنين منـابعي را در شـبكه از حفظ كيفيت توان شبكه توزيع در محدوده استاندارد، نمي

هـاي وليـد پراكنـده در شـبكه براي تعيين حداكثر مقدار توان توليدي منـابع ت . حدي بيشتر در نظر گرفت

. توان از روش زيـر اسـتفاده نمـود هاي آن در محدوده معلوم، مي توزيع با حفظ ميزان نوسانات و هارمونيك

]22[

الزم اسـت تـا از افـزايش % 10در اين روش براي حفظ نوسانات ولتاژ شبكه فشـار ضـعيف در بـازه

ري گردد و لذا با مد نظر قرار دادن نحوه بـارگيري درصد جلوگي% 3نوسانات شبكه ولتاژ متوسط به بيش از

ا و نوسـانات آن جلـوگيري هـ فيدرهاي شبكه توزيع و محاسبه جريـان بـاس اصـلي از افـزايش هارمونيـك

توانند لذا جريان اصلي در فيدر شبكه توزيع حداكثر مقدار باري است كه منابع توليد پراكنده ميگردد، مي

% 3توزيع تأمين نمايند، قبل از آنكه اندازه هارمونيك هاي ولتاژ بـه بـيش از آن را در طول فيدرهاي شبكه

Page 47: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٤٧ در شبکه توليد پراکندهمسائل مربوط به حضور منابع : فصل دوم

ترين بررسي براي شبكه توزيعي با بـارگيري يكسـان فيـدرهاي آن ساده. مقدار مجاز در شبكه افزايش يابد

.دشو ديده مي ٣-٢ شکل باشد كه تصوير شماتيك آن در ميR +jXSUBSUB R +jXLL R +jXLL R +jXL L

NLINLINLINLINLIISUB

تصوير شماتيك شبكه توزيع شعاعي با بارگيري يكسان براي تمامي فيدرها: 3-2 شكل

فاصله از محـل x، ٣-٢ شکلبرابر جريان پست نشان داده شده بر روي Isubدر اين حالت و با فرض

ــل، ــر حســب ماي ــل، Lپســت ب ــر حســب ماي ــدر ب .طــول في . .sub sub subZ R jhX= ــر حســب اهــم و + ب

line line lineZ R jhX= در روي فيدر شبكه توزيـع xگاه جريان خط در هر محل بر حسب اهم بر مايل، آن +

Iline(x) ترين نقطه هر فيـدر ناشـي برابر افت ولتاژ در انتهايي دارترين ولتاژ در فيدر كه و بدترين و هارمونيك

.شوند حاصل مي) 12(و ) 11(ترتيب از روابط ه ب، .Vdist. از جريان خط مي باشد

)11( .( ) 1line subxI x IL

⎛ ⎞= −⎜ ⎟⎝ ⎠

)12( { }.. .0

( )L

sub linedist sub lineV I Z Z I x dx= + ∫

كار ه ن ميزان تواني بمحاسبه نمود كه از آن براي تعيي) 13(توان جريان پست را از رابطه گاه مي آن

توانند براي تأمين بارهاي شبكه بدون ايجـاد نوسـانات غيرمجـاز بـه آن رود كه منابع توليد پراكنده مي مي

.تزريق نمايند

)13( ..

. 0.5 .dist

subsub line

VIZ Z L

=+

Page 48: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٤٨ در شبکه توليد پراکندهمسائل مربوط به حضور منابع : فصل دوم

با در نظر گرفتن شبكه توزيع شعاعي با بارگيري افزايشي خطي فيدرها بـا دور شـدن از پسـت كـه

و ) 14(ترتيـب از روابـط ه توان ب را مي Isubو Iline(x)ديده مي شود، اندازه ٤-٢ شکلك آن در تصوير شماتي

.دست آورده ب) 15(

R +jXSUB SUB R +jXL L R +jXL L R +jXL L

INL(i)

NL(i-1)I

INL(3)

NL(2)I

INL(1)

ISUB

زيع شعاعي با بارگيري افزايشي خطي فيدرها با دور شدن از پستتصوير شماتيك شبكه تو: 4-2 شكل

)14( 2

. 2( ) 1line subxI x IL

⎛ ⎞= −⎜ ⎟

⎝ ⎠

)15 ( ..

. 0.6667 .dist

subsub line

VIZ Z L

=+

براي شبكه شعاعي با بارگيري كاهشي خطي فيدرها با دور شدن از پست كه تصوير شماتيك آن در

.دست آورده ب) 17(و ) 16(ترتيب از روابط ه را ب Isubو Iline(x)توان اندازه ده مي شود، ميدي ٥-٢ شکل

)1-16( 2

. 2

2( ) 1line subx xI x IL L

⎛ ⎞= + −⎜ ⎟

⎝ ⎠

)1-17( ..

. 0.3334 .dist

subsub line

VIZ Z L

=+

Page 49: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٤٩ در شبکه توليد پراکندهمسائل مربوط به حضور منابع : فصل دوم

R +jXSUB SUB R +jXLL LLR +jX LLR +jX

NL(i)I

NL(i-1)I

NL(3)I

NL(2)I

NL(1)I

ISUB

ه توزيع شعاعي با بارگيري كاهشي خطي فيدرها با دور شدن از پستتصوير شماتيك شبك: 5-2 شكل

فيدر با مشخصات امپدانسـي فيـدر و پسـت نشـان 3عنوان مثال براي شبكه توزيعي داراي ه حال ب

بترتيـب بـراي سـه ) 17( و) 15(، )13(توان اندازه جريان پسـت را از روابـط مي 2-2 جدولداده شده در

.شود ديده مي 3-2 جدولها در سيستم فوق محاسبه نمود كه اندازه آن

مشخصات امپدانس باس و فيدرهاي شبكه توزيع: 2- 2 جدول

3فيدر 2فيدر 1فيدر Zline+ 816.0592.0 j+ 581.0258.0 j+ 631.0126.0 j+ Zline0 0.893 2.211j+ 058.2686.0 j+ 026.2430.0 j+ Zsub.+ 017.3754.0 j+ 058.1377.0 j+ 005.12514.0 j+ Zsub.0 905.0226.0 j+ 528.0132.0 j+ 402.01005.0 j+

هاي توزيع با بارگيري مختلف فيدرها نهم براي شبكه اندازه جريان باس براي هارمونيك هفتم و: 3- 2 جدول

طول فيدر )مايل(

يبارگيري كاهش بارگيري افزايشي بارگيري يكسان 9هارمونيك 7هارمونيك 9هارمونيك 7هارمونيك 9هارمونيك 7هارمونيك

1فيدر 2 5 10

038/8 086/6 332/4

695/7 727/3 004/2

503/7 363/5 634/3

222/6 897/2 532/1

654/8 035/7 362/5

078/10 222/5 896/2

2فيدر 2 5 10

750/14 402/10

974/6

274/9 227/4 217/2

496/13 938/8 718/5

329/7 246/3 683/1

261/16 439/12 938/8

623/12 059/6 246/3

3فيدر 2 5 10

843/18 934/11 408/7

880/9 388/4 278/2

695/16 914/9 912/5

730/7 352/3 724/1

624/21 987/14 915/9

687/13 349/6 353/3

Page 50: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٥٠ در شبکه توليد پراکندهمسائل مربوط به حضور منابع : فصل دوم

محاسبه نسـبت جريـان بـاس بـه هاي مراتب مختلف و با يافتن مقادير جريان باس براي هارمونيك

اعوجاج شكل موج جريـان % 3ماكزيمم جريان مورد نياز بارهاي مصرفي شبكه با در نظر گرفتن محدوديت

.صورت ه ب

.sub

L h limit

II I

توان ميزان تأمين بارهاي مصرفي در شبكه را توسط منابع توليـد پراكنـده بـدون مي

به معناي آن است كه منـابع توليـد % 100نمود، بطوريكه نسبت افزايش اعوجاج شبكه از حد مجاز تعيين

توانند تمامي بار مصرفي شبكه را بدون تعدي از حد مجاز ايجـاد هارمونيـك در شـبكه تـأمين پراكنده مي

قابـل 4-2 جـدول هـاي شـبكه توزيـع فـوق در ها براي ترتيب مثبت و صفر هارمونيـك اين نسبت. نمايند

.مشاهده است

نسبت توان توليدي منابع توليد پراكنده به كل توان بارهاي مصرفي شبكه بدون ايجاد هارمونيك غيرمجاز: 4- 2 جدول

طول فيدر )مايل(

بارگيري كاهشي بارگيري افزايشي بارگيري يكسان ترتيب صفر ترتيب مثبت ترتيب صفر ترتيب مثبت ترتيب صفر بتترتيب مث

1فيدر 2 5 10

100 100 100

100 17/93 10/50

100 100

85/90

100 42/74 30/38

100 100 100

100 100

40/72

2فيدر 2 5 10

100 100

17/87

100 83/52 71/27

100 100

47/71

61/91 57/40 03/21

100 100 100

100 73/75 57/40

3فيدر 2 5 10

100 45/99 73/61

33/82 56/36 98/18

100 61/82 26/49

41/64 93/27 36/14

100 100

62/82

100 90/52 94/27

نابع توليد پراكندهع شامل ميتوز يها شبكه يسائل حفاظتم 9- 2

از ها هاي توزيع يعني تبديل آناستفاده از منابع توليد پراكنده باعث تغيير ساختار سنتي شبكه

شود، كه اين امر نيز به نوبه خود باعث از بين رفتن كارايي شبكه شعاعي به شبكه چند سو تغذيه مي

].24و 17[هاي توزيع و از بين رفتن هماهنگي بين ادوات حفاظتي مي گردد سيستم حفاظت شبكه

Page 51: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٥١ در شبکه توليد پراکندهمسائل مربوط به حضور منابع : فصل دوم

فازها آل از حالت تعادل و باالنس بيندر شبكه باعث مي شود كه شبكه ايده DGهمچنين وجود

بنابراين هماهنگي بين فيوزها، كليدها و ريكلوزرها . خارج شده و مشكل نامتعادلي در سيستم به وجود آيد

ياب هاي جهتولي استفاده از رله. ياب استفاده شودهاي جهتطلبد از رلهبر هم خورده، كه اين امر مي

].17[براي شبكه توزيع از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه نيست

شود، كه اين امر نيز ها به شبكه باعث تغيير قدرت اتصال كوتاه در شبكه مي DGمچنين اتصال ه

هاي زيادي البته تا كنون روش. شودبه نوبه خود باعث به هم خوردن هماهنگي بين ادوات حفاظتي مي

-هايي در بهرهها داراي محدوديتبراي مقابله با اين مشكالت ارائه شده است، ولي هر كدام از اين روش

].24و 17[باشند برداري مي

هاي خطا در تجهيزات دهد كه جريانبا يك مثال ساده نشان مي Hadj Saidبه عنوان مثال،

جديد چك DGكند كه هماهنگي با وجود اتصال هر او پيشنهاد مي. كندتغيير ميDG حفاظتي با اتصال

].17[شبكه كم باشد عملي است به DGاما اين راه فقط براي وقتي كه تزريق . شود

Girgis وBrahma پيشنهاد كردند كه همهDG اما . ها در هنگام بروز خطا از سيستم جدا شوند

ها همچنين بر روي آن. شودها به ازاي وقوع خطاهاي گذرا ميDG اين روش باعث خارج شدن تمام

هاي هنگي را با استفاده از بازبستها هماآن. مطالعه داشتند DGهماهنگي فيوز و بازبست با وجود

دار و به سمت فيوز پايين ها بايد جهتميكروپروسسوري موجود در بازار به دست آوردند كه اين بازبست

هاي پايين دست بازبست بايد قبل از وقوع اولين بازبست، DGدست باشند، اما در اين حالت نيز همه

كنند عملي ها عموميت پيدا DGاين راه حل اگر . ج شوندبراي جلوگيري از اتصال بدون سنكرونيزم خار

.آوردها براي خطاهاي گذرا قابليت اطمينان سيستم را پايين مي DGبنابراين قطع همگي . ]24[نيست

راهكارهاي حل مشكالت استفاده از توليد پراكنده 1- 9- 2

DGر حضور دبازسازي شبكه قدرت - الف

Page 52: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٥٢ در شبکه توليد پراکندهمسائل مربوط به حضور منابع : فصل دوم

شود، كه اين امر نيز به نوبه اتصال كوتاه در شبكه مي ها به شبكه باعث تغيير قدرت DGاتصال

بنابراين بايستي يك بار ديگر محاسبات . شودخود باعث به هم خوردن هماهنگي بين ادوات حفاظتي مي

همچنين با توجه به افزايش سطح اتصال . صورت پذيرد DGهماهنگي بين ادوات حفاظتي در حضور

دار هاي گزافي را به بهرهاما اين راه حل هزينه. ت باالتر جايگزين گرددكوتاه بايد كليدهاي جديد با ظرفي

.كند و عمالً از نظر اقتصادي مقرون به صرفه نيستتحميل مي

]25[ هاي جريان خطاسازاستفاده از محدود -ب

محدود كردن جريان خطا ،DGراه ديگر براي مقابله با افزايش سطح اتصال كوتاه شبكه در حضور

:براي اين كار دو استراتژي وجود دارد. شدبامي

از شبكه DGهاي ابتدايي وقوع خطا با عبور جريان خطا از يك مقدار مشخص، در همان لحظه .1

.باشديكي از ادوات طراحي شده براي اين منظور فيوز مي. قطع گردد

ح اتصال در اين حالت سط. به محض وقوع خطا امپدانس بزرگي در مسير جريان خطا وارد گردد .2

.را تا زمان رفع خطا در شبكه نگه داشت DGتوان كوتاه شبكه بدون تغيير مانده و مي

بردار تحميل اولي هزينه كمتري را به بهره. دو استراتژي مذكور مزايا و معايب خاص خود را دارد

DGه ولي دومي هزينه بيشتري داشت. در شبكه را هنگام بروز خطا ندارد DGكند، ولي قابليت حفظ مي

در اين پروژه استراتژي دوم يعني استفاده از انواع .توان تا هنگام رفع خطا در شبكه حفظ كردرا مي

.گيردهاي جريان خطا مورد بررسي قرار ميسازمختلف محدود

اين . شوند مربوط مي DGگردند عمدتاً به موارد نصب مشكالت مربوط به حفاظت كه نوعاً بيان مي

بنابراين مديريت اين مشكالت . شوند DGن است مانعي در مقابل استفاده گسترده از مشكالت حتي ممك

Page 53: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٥٣ در شبکه توليد پراکندهمسائل مربوط به حضور منابع : فصل دوم

و چند راهكار ممكن عمدهدر اينجا سه مشكل . كند نقش اساسي در آينده منابع انرژي پراكنده ايفا مي

. ]26[گيرد جهت كاهش اثرات مخرب اين مسائل مورد بررسي قرار مي

(Sympathetic Tripping)موقع تأثير در خروج بي 2- 9- 2

وقتي دو فيدر از باس پست يكساني تغذيه شوند و خطا در يكي از دو فيدر اتفاق بيافتد، چون واحد

DG كند، اين امكان وجود دارد كه جريان جريان خطاي مربوط به نقطه اتصالي را از طريق باس تغذيه مي

طور كلي اين مفهوم به. له تجاوز نمايد، از تنظيمات مجاز تريپ رDGگيري شده در ابتداي فيدر اندازه

شده و در نتيجه روي قابليت اطمينان و امنيت سيستم توزيع DGمنجر به قطع غير ضروري فيدر حاوي

.نشان داده شده است ٦-٢ شکلاين وضعيت در . گذارد تأثير مي

جريان خطا تغذيه شده DG توسط واحد

نقطه اتصالي

جريان خطا تغذيه شده توسط شبكه انتقال

۱رله ۲رله

واحد DGترانسفورماتورG

تريپ متأثر :6-2 شكل

، )يا هر دو(واقع شده در نزديكي پست DGنسبتاً قدرتمند با نقطه اتصالي يا واحد DGيك واحد

توان با تنظيمات مناسب رله از اين مشكل اجتناب معموالً مي. ممكن است منجر به اين نوع مشكالت شود

كه تريپ هميشه در طوريتواند تغيير يابد، به مان تريپ مينوان مثال، تنظيمات جريان و زعه ب. كرد

البته، بسته به نوع آرايش و پارامترهاي شبكه . در مقايسه با فيدرهاي مجاور، كندتر باشد DGفيدر شامل

Page 54: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٥٤ در شبکه توليد پراکندهمسائل مربوط به حضور منابع : فصل دوم

گرمايي اجزاي حدود . ممكن است قيود ديگري وجود داشته باشند كه بايد به خوبي در نظر گرفته شوند

بايد توجه شود كه حفاظت در تمامي حاالت بايد به خوبي . باشد ها مي اي از اين محدوديت شبكه نمونه

حل براي اين مسئله مؤثرترين راه. اي ايجاد نمايد قرار گرفته نبايد مسئله DGاي كه انجام شده و ناحيه

حل جريان خطا تنها با اين راه. باشد مي DGدار در فيدر شامل استفاده از يك رله اضافه جريان جهت

شود كه البته اين روش نيازمند اجزاي حفاظتي شود كه از پست به شبكه تزريق مي وقتي باعث تريپ مي

.باشد هاي جديدي در شبكه مي گذاري و بنابراين سرمايه

(Protection Blinding)كور شدن حفاظت 3- 9- 2

شدن حفاظت است كه باعث كاهش محدوده يك مشكل اساسي كه ممكن است اتفاق افتد كور

هاي خاصي از شبكه، در عمل دور از به عبارت ديگر، حفاظت به بخش. گردد تحت پوشش رله مي

در جايي DGدر اين مورد واحد . هاي تغذيه يا در خطاهايي با جريان اتصالي كم، وابسته نخواهد بود پست

در . نمايد جريان خطا را تغذيه مي DGي خطا، واحد در ط. شود بين رله تغذيه و نقطه اتصالي نصب مي

ممكن است باعث كاهش جريان DGو بين خطا و DGهاي اتصال كوتاه بين پست و اين حالت امپدانس

هاي زياد و خطاهاي دو گيري شده در رله شود كه اين موضوع خصوصاً براي خطا با مقاومت خطاي اندازه

.نشان داده شده است ٧-٢ شکلاين وضعيت در . هد دادفاز در قسمت انتهايي فيدر رخ خوا

Page 55: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٥٥ در شبکه توليد پراکندهمسائل مربوط به حضور منابع : فصل دوم

ZS

ZL

gZG

DG واحد

۱رله

جريان خطا تغذيه شده توسط شبكه انتقال

نقطه اتصالي

جريان خطا تغذيه شده DG توسط واحد

كور كردن حفاظت: 7-2 شكل

ريپ رله فيدر بعد از نصب تر تنظيم نمودن حدود ت حل مرسوم براي اين مسئله، كمي پايين يك راه

DG از آنجا كه مشكالت تريپ بايد در حاالت عملياتي مختلف واحد . باشد ميDG اجتناب شوند، در

نكته مهم ديگر اين است كه كاهش . نتيجه تعيين ميزان كاهش تنظيمات به مورد خاص مربوط است

تنظيم جريان كاهش يافته، . شدبا مي) موقع خروج بي(تنظيم جريان تريپ در تضاد با مشكالت گذشته

بدين وسيله فعاليت نهايي جهت جلوگيري از اين . دهد را افزايش مي DGاحتمال قطع غير ضروري فيدر

باشد، زيرا معموالً اين نيازمند مالحظات تكراري مي. طور همزمان انجام گيرد بايست به دو مسئله مي

تواند بخش مناسبي از طراحي اين مي. گذارد تأثير مي تغييرات در يك فاز، همچنين در فازهاي اوليه نيز

DG كه تابعي از يك سيستم اطالعات شبكه(Network Information System) 27[. است، باشد[

(Failure of the Reclosing)خطاي بازبست 4- 9- 2

ق روند، اتفا هاي اتوماتيك سريع در شبكه بكار مي كه بازبست سومين مشكل رايج ممكن است زماني

. نمايند كه در فيدر يكساني قرار دارند، هر دو، نقطه خطا را تغذيه مي DGدر ابتدا پست تغذيه و . بيافتد

ممكن است متصل به شبكه باقي بماند، بنابراين آن ولتاژ DGدر مدت زمان مرده مراحل بازبست، واحد

Page 56: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٥٦ در شبکه توليد پراکندهمسائل مربوط به حضور منابع : فصل دوم

اظت اضافه جريان در نقطه معموالً جريان يك نيروگاه كوچك براي تريپ حف. كند را در شبكه حفظ مي

اين . ماند بنابراين قوس همچنان در نقطه اتصالي بعد از بازبست باقي مي. ، خيلي كوچك استDGاتصال

.نشان داده شده است ٨-٢ شکلاين وضعيت در . شود منجر به خطا در بازبست و يك خطاي دائم مي

واحد DG ولتاژ را در شبكه برقرار مي دارد .

نقطه اتصالي

عمل مي كند و ۱رله بريكر را باز مي كند .

DG واحدG

خطاي بازبست :8-2 شكل

شود، اين امكان وجود دارد كه خود بازبست نيز به واحد عالوه بر مشكالتي كه به شبكه وارد مي

DG صدمه وارد كند، چرا كه اگر واحدDG ولتاژ كه در طي رخداد بازبست، متصل باقي بماند، وقتي

بايد DGبه اين داليل واحد . وجود خواهد داشت) ناهمزمان(شود، يك اتصال آسنكرون مجدداً متصل مي

تر ممكن است گه طي يك زمان مرده طوالني. هميشه در طي زمان مرده بازبست، از شبكه جدا باشد

هاي ابراين رلهبن. سرعت ژنراتور بسيار زياد شده و نتواند مجدداً بدون خطر به شبكه متصل شود

ها، ولتاژها و زاويه فازها بعد از زمان اگر فركانس. سازي اغلب براي كنترل اتصال مجدد الزم است سنكرون

.مرده، فرق زيادي داشته باشند، از اتصال مجدد بايد جلوگيري شود

Page 57: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٥٧ در شبکه توليد پراکندهمسائل مربوط به حضور منابع : فصل دوم

يك DGرسد كه تنظيمات زمان مرده مناسب براي بازبست سريع در فيدرهاي شامل به نظر مي

كه روي بعضي فيدرها DGبا توجه به بعضي نظرات، بازبست آني نبايد اصالً با . هيت نظري داشته باشدما

حل خواهد بود، اما همچنين منجر به ترين راه ، اين سادهDGنظر واحد از نقطه. اند، بكار روند نصب شده

به عبارت ديگر، . اهد شداثراتي بر مسائل ديگر، مانند كاهش قابليت اطمينان كلي و كيفيت تغذيه خو

. كنند تا براي واحدهايشان كافي باشد ثانيه پيشنهاد مي 3/0بعضي سازندگان يك زمان مرده نوعي

.مهمترين نكته اين است كه اين نكات در طي فرآيند طراحي چك شوند

هاي اشتباه و آسيب جهت جلوگيري از تريپ DGهماهنگي صحيح حفاظت شبكه با واحدهاي

دار براي تضمين عملكرد در موارد خاصي استفاده از حفاظت جهت. باشد يزات، بسيار مهم ميديدن تجه

شوند، كه موجب باال رفتن سطح اتصال كوتاه شبكه مي DGواحدهاي . باشد صحيح رله، ضروري مي

هاي فيدر را مختل كنند يا منجر به قطع غير ضروري فيدري شوند و همانطور كه ممكن است عمل رله

. ]28[اره شد در بازبست، ايجاد خطاي دائم نمايند اش

رله -فيوز و هماهنگي رله - هماهنگي فيوز 5- 9- 2

باشند، هرگز جريان خطاي مربوط به يك DGدست آخرين اگر اين تجهيزات، پايين: حالت اول

ل را تحم DGخطاي باالدست را نخواهند ديد و اگر بتوانند جريان خطاي افزايش يافته ناشي از تزريق

.نمايند، مشكلي براي هماهنگي آن وجود نخواهد داشت

اگر اين تجهيزات، جريان خطاي مربوط به خطاهاي باالدست را نيز ببينند، دو امكان :حالت دوم

:وجود دارد

دست و يك خطاي باالدست ببينند، ها جريان خطاي يكساني را براي يك خطاي پايين اگر آن •

.هماهنگي از دست خواهد رفت

Page 58: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٥٨ در شبکه توليد پراکندهمسائل مربوط به حضور منابع : فصل دوم

اي براي دست و باالدست ببينند، حاشيه ها جريان متفاوتي را براي يك خطاي پايين آن اگر •

هاي خطا ديده شده توسط اگر اختالف در جريان. ارزشمند ماندن هماهنگي وجود دارد

بنابراين در اين مورد، هرچه ميزان . ماند تجهيزات بيشتر از حاشيه باشد، هماهنگي برقرار مي

.خطا بيشتر باشد، احتمال برقرار ماندن هماهنگي بيشتر خواهد بودبه محل DGتزريق

ريكلوزر - هماهنگي فيوز 6- 9- 2

در اين مورد، اگر اختالف . اي موجود است در اين مورد نيز براي ارزشمند ماندن هماهنگي، حاشيه

در اين .ماند هاي خطا ديده شده توسط اين تجهيزات كمتر از حاشيه باشد، هماهنگي برقرار مي در جريان

به محل خطا، كمتر باشد، هماهنگي احتماالً برقرار DGاگر ميزان تزريق ) بر خالف حالت قبل(مورد

هاي هاي مناسب يا الگوريتم نمايد كه بايد با طرح اين مطالعه، مشكالت حفاظتي را مطرح مي. ماند مي

را ميزان استفاده و تأثير توليدات زي. هاي نصب توليد پراكنده در نظر گرفته شوند حفاظتي جديد در تعرفه

. ]28[پراكنده به سرعت رو به افزايش است

Page 59: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٥٩ پيوست

يانواع سلول سوخت: وست الفيپ

واكنش يو دما ييايمياز نظر واسط الكتروش )1

واکنش ياو دم ييايميواسط الکتروشاز نظر يسوخت يسه انواع سلولهاقايم: 5- 2 جدول

واکنش يو دما ييايميواسط الکتروش FCنوع PEMFC • ياژ فلزين دو الكترود ساخته شده از آليب يپروتون يجامد نازك و هاد يك غشاي

].9[قرار دارد ) نيمعموالً پالت( ].8[كند ياستفاده م يمريپل ياز غشا • ].9[شود يكه در آن آب آزاد م ييرود، جاياز آند به كاتد م +Hون ي •به ينييپا يها دما FCگر يكند كه نسبت به ديكار م ºC80ك ينزد يدر دما FCن يا •

].9[رود يشمار م

AFC ].11و 9[شود يت در آن استفاده ميبه عنوان الكتول ييايد قليدروكسيم هياز پتاس • ].9[كند يكار م ºC120تر از نييپا يدر دما • ].9[شود يكه در آن آب آزاد م يي، جاوند، رياز كاتد به آند م يباردار منف يهاوني •

PAFC • آن يعملكرد يشود و دمايت استفاده ميع در آن به عنوان الكتروليد مايك اسياز فسفر ].11و 9، 8[باشد يم ºC200 حدود

].9[شود يكه در آن آب آزاد م ييرود، جاياز آند به كاتد م +Hون ي •

MCFC • كل و ين يت و از الكترودهايبه عنوان الكترول ييايقل يهااز كربنات يعيب ماياز ترك ].11و 9، 8[كند يد استفاده مياكسكلين

].9[شود يكه در آن آب آزاد م يي، جاروند، ياز كاتد به آند م يباردار منف يهاوني •نصب FCرا درون reformerك يتوان ين لحاظ ميكند و از ايكار م ºC650 يدر دما •

].9و 8[نمود

SOFC • 9[شود يك نامتخلخل در آن استفاده ميژن گذرنده از سراميون اكسياز.[ ].9[شود يكه در آن آب آزاد م يي، جاروند، ياز كاتد به آند م يباردار منف يهاوني •ع به يت مايالكترول يك سخت به جايآن به واسطه استفاده از سرام يعملكرد يدما •

FCرا درون reformerك يتوان ين لحاظ ميو از ا رسديم ºC1000ر باالتر از يمقاد ].9[نصب نمود

DMFC • همانندPEMFC زور يكاتال. كنديت استفاده ميبه عنوان الكترول يمريپل يك غشاياز ].8[ كنديرا مرتفع م reformerاز به يع استخراج كرده و نيرا از متانول ما H2آند،

Page 60: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٦٠ پيوست

از نظر كاربرد و راندمان )2

از نظر كاربرد و راندمان يسوخت يسه انواع سلولهاقايم: 6-2 جدول

راندمان كاربردهاي اصلي FCنوع

PEMFC • كا يآمر يدپارتمان انرژ ينامزد اصل)DOE ( در يبرا ينيگزيها، جا، ساختمانيتجار يكاربردها

ياق داخلاحتر يقابل شارژ و موتورها يهايباتر ].8[ها لياتومب

آن سبك بوده و حجم يرفلزيل ساختار غيبه دل •ت جامد ياستفاده از الكترول ].9[دارد يكوچك

].11[در آن شده است يباعث كاهش خوردگ 50%داشته و راندمان آن به ييتوان باال يچگال •

].8[رسد يمرات يين رو تغيدارد؛ از ا ييباال يريپذانعطاف •

- ها در هنگام استارتليثالً در اتومبم(ع بار يسر ].8[دنبال كند يتواند به خوبيرا م) يزن

AFC • 9[ ييفضا ياستفاده شده توسط ناسا در كاربردها .]11و

ل داشتن يبه دل يتجار ينامناسب در كاربردها • .نه بااليهز

.رسديم 70%راندمان آن به •

PAFC • ماژول آن در سراسر جهان به 200شتر از يب، 6[مورد استفاده قرار گرفته است يورت تجارص ].11و 9، 8

) يادار يهاها و ساختمانهتل( يو تجار يمسكون •ها، مدارس، مارستانيب( يهمگان يو كاربردها

).هافرودگاه يهاانهيع، پايسطح توز يهاروگاهين

د برق و يدر حالت فقط تول 37%راندمان يدارا • ].9[باشد يم CHPبه صورت % 87

-يد بخار آب ميآن جهت تول ياتالف ياز گرما • يدياز بخار تول 85%حدود . توان استفاده نمود

قرار يبردارمورد بهره يبيكل تركيبه صورت س ].11و 9[رد يگيم

MCFC • 6[امده است يدر ن يهنوز به صورت تجار.[ در سانتا كالرا MW 8/1از آن با توان يانمونه •

MWبا توان يگريو د) كايآمر(ا يفرنيواقع در كال .ژاپن نصب شده است يدر كاواگو 1

دهد يد ميراندمان را نو ير بااليج تست مقادينتا •]11.[ ].11[مت يقارزان يزورهايكاتال يدارا •

SOFC • در يامده است، وليدر ن يهنوز به صورت تجار ]:11و 6[شود ير استفاده ميموارد ز

برق يهاروگاهيتوان باال شامل ن يكاربردها • .و بزرگ متمركز يصنعت

.يسازليصنعت اتومب •

].9[رسد يم 58%راندمان آن به •-جامد ارزان يزورها و الكترودهايكاتال يدارا •

].11[مت يق

DMFC • مورد استفاده در يهايباتر يبرا ينيگزيجا ]8[ يكيار توان الكتريس يكاربردها

ن مقدار يبوده و ا 60% تا 40%راندمان آن حدود • .ابديش يتواند افزايباالتر م يدر دماها

Page 61: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٦١ مراجع

مراجع

[1] J.L. Del Monaco, “The role of distributed generation in the critical electric power infrastructure”, Proceedings of the Power Engineering Society Winter Meeting IEEE, vol. 1, 2001, 144–145.

[2] A. Thomas, A. Göran, S. Lennart, “Distributed generation : a definition, Electric Power Syst.”, Res. 57 (3) (2001) 195–204.

[3] P.P. Barker, R.W. De Mello, “Determining the impact of distributed generation on power systems. I. Radial distribution systems”, Proceedings of the Power Engineering Society Summer Meeting IEEE, vol. 3, 2000, pp. 1645–1656.

[4] S. Gilbert, “The nations largest fuel cell project, a 1MW fuel cell power plant deployed as a distributed generation resource, Anchorage, Alaska project dedication 9 August 2000”, Proceedings of the Rural Electric Power Conference, 2001, pp. A4/1–A4/8.

[5] M. Suter, “Active filter for a microturbine”, Proceedings of the Telecommunications Energy Conference, INTELEC 2001, Twenty-Third International, 2001, pp. 162–165.

[6] B. Lasseter, “Microgrids [distributed power generation]”, Proceedings of the Power Engineering Society Winter Meeting IEEE, vol. 1, 2001, pp. 146–149.

[7] Willam, E. Liss, “Natural gas power systems for the distributed generation market”, Proceedings of the Power-Gen International’99 Conference, New Orleans, LA, 1999.

[8] M.W. Ellis, M.R. Von Spakovsky, D.J. Nelson, “Fuel cell systems: efficient, flexible energy conversion for the 21st century”, Proceedings of the IEEE, vol. 89, issue 12, December 2001, pp. 1808–1818.

[9] M. Farooque, H.C. Maru, “Fuel cells—the clean and efficient power generators”, Proceedings of the IEEE, vol. 89, issue 12, 2001, pp. 1819–1829.

[10] W.L. Hughes, “Comments on the hydrogen fuel cell as a competitive energy source”, Proceedings of the Power Engineering Society Summer Meeting IEEE, vol. 1, 2001, 726–730.

[11] S. Rahman, “Fuel gm as a distributed generation technology”, Proceedings of the Power Engineering Society Summer Meeting IEEE, vol. 1, 2001, pp. 551–552.

[12] D. Xu, A.A. Girgis, “Optimal load shedding strategy in power systems with distributed generation”, Proceedings of the Power Engineering Society Winter Meeting IEEE, vol. 2, 2001, pp. 788–793.

[13] F.L. Alvarado, “Locational aspects of distributed generation”, Proceedings of the Power Engineering Society Winter Meeting IEEE, vol. 1, 2001, p. 140.

Page 62: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٦٢ پيوست

[14] M. Ilic, “The information technology (IT) role in future energy generation”,

Proceedings of the Power Engineering Society Winter Meeting IEEE, vol. 1, 2001, pp. 196–198.

[15] L. Coles, R.W. Beck, “Distributed generation can provide an appropriate customer price response to help fix wholesale price volatility”, Proceedings of the Power Engineering Society Winter Meeting IEEE, vol. 1, 2001, pp. 141–143.

[16] A. Silvestri, A. Berizzi, S. Buonanno, “Distributed generation planning using genetic algorithms”, Proceedings of the Electric Power Engineering International Conference PowerTech, Budapest, 1999, p. 257

[17] N. Hadjsaid, J. Canard, F. Dumas, "Dispersed generation impact on distribution networks," IEEE Comput. Appl. Power, vol. 12, pp. 22–28, Apr. 1999.

[18] W. El-Khattam, M.M.A. Salama, “Impact of distributed generation on voltage profile in deregulated distribution system”, Proceedings of the Power Systems 2002 Conference, Impact of Distributed Generation, Clemson, SC, USA, March 13–15, 2002.

حفظ يد پراكنده برايت منابع تولين حداكثر ظرفييتع". فام يحق, ييبطحا, انيجواد ,رفعت ]19[ .برق يبن المللين كنفرانس بيست و دوميب. "عيتوز يبازبست در شبكه ها-وزيف يهماهنگ

. "د پراكندهيع با توليتوز يدر هايف يان برايق حفاظت اضافه جريتطب". ايد نيسع, آبروش ]20[ بهشت يارد, برق يرويع نيتوز يه هان كنفرانس شبكيدوازدهم

[21] K.Kauhaniemi, L.Kumpulainen,"Impact of distributed generation on the protection of distribution networks," Development s in Power System Protection, 8th IEE International Conference, 5-8 April; 2004, Vol.1, pp.315-318

[22] A. Bhowmik, A. Maitra, S. M. Halpin, J. E. Schatz, "Determination of allowable penetration levels of distributed generation resources based on harmonic limit considerations", IEEE Trans. On Power Delivery, Vol. 18, No. 2, April 2003.

هاي توزيع داراي بررسي ويژگي هاي كيفيت توان شبكه"ي، فرهاد شهنيا و سيد حسين حسين ]23[، تهران، 291- 283هاي توزيع نيروي برق، صفحات ، دهمين كنفرانس شبكه"منابع توليد پراكنده

.ايران

[24] S. Brahma, A. Girgis, "Microprocessor-Based Reclosing to Coordinate Fuse and Recloser in a System with High Penetration of Distributed Generation," IEEE PES Winter Meeting, 2002, Vol.1, pp. 453 – 458/.

[25] Walid El-Khattam, Tarlochan S. Sidhu, "Restoration of Directional Overcurrent Relay Coordination in Distributed Generation Systems Utilizing

Page 63: پروؤه تحقیقاتی پلی تکنیک

٦٣ پيوست

Fault Current Limiter," IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 23, No. 2, Apr. 2008.

[26] Kari Maki, Pertti Jarventausta, Sami Repo, "Protection Issues in Planning of Distribution Network Including Distributed Generation", Cigre Symposium on Distributed Generation, ATHENS, 2005.

[27] R. C. Dugan & T. E. McDermott, "Operating conflicts for distributed generation interconnected with utility distribution systems", Proc.IAS Rural Electric Power Conference, April 2001, IEEE, pp.A3/1-A3/6.

ير توليدات پراكنده بر حفاظت تأث"نيا، و سعيد كمالي اكبر گلكار امير مهرتاش، مسعود علي ]28[ .، تهران، ايران1229- 1221المللي برق، صفحات ، بيست و يكمين كنفرانس بين"هاي توزيع شبكه