Phasors و نقش آنها در مقررات فرکانس سیستم برق الکتریکی

سیستم های برق الکتریکی به جریان متناوب (AC) برای انتقال و توزیع انرژی متکی هستند.در سیستم های AC، ولتاژها و جریانها به طور همزمان با سینوسی متفاوت هستند، و تجزیه و تحلیل مستقیم زمان-domain برای شبکه های بزرگ استفاده می شود. مهندسین از (FLT:0phas - یک ابزار ریاضی که این مقدار سینوس را به اعداد پیچیده ساده می کند - و سیستم های اندازه گیری مدرن را بررسی می کنند.

درک Phasors

یک phasor یک عدد پیچیده است که هر دو اندازه و زاویه فاز یک موج سینوسی را در یک فرکانس ثابت کد می کند.با تبدیل سینوس های زمان متغیر به دامنه فرکانس، مهندسان می توانند معادلات دیفرانسیل را با عملیات جبری جایگزین کنند، به طور چشمگیری کاهش پیچیدگی محاسباتی.

بنیاد ریاضی

هر مقدار سینوسی را می توان به عنوان:

[[ویرایش] [[[ویرایش]] [[[ویرایش]] [[[ویرایش]]]] [[[ویرایش]]] [[[ویرایش]] [[[ویرایش]] [[[ویرایش]] [[[ویرایش]] [[[[[[ویرایش]] [۲] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۲] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳]

در آن جا که [در برابر [FLT] [FLT: [FLT] [FLT] [FLT3] [F7] زاویه ای است که اوی استفاده می کند، این بخش از زاویه واقعی (rad/s) است.

[[ویرایش] [[[ویرایش] [[[ویرایش]] [[[ویرایش]]]] [[[[ویرایش]]] [[[[ویرایش]] [[[ویرایش] [[[ویرایش]] [[[[[ویرایش]] [[[[۳]] [۲] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳]

[در این باره] [و] [[[[[ویرایش]] [[[[[۱]]]] [[۱۰]]] [[۱۰]]]] [[۳]] [۱۰]] [۱۰]] [۱۰]] [۱۰]] [۱۰]] [۱۰]] [۱۰] [۱۰]] [۱۰] [۳] [۳] [۳] [۱۰] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [و [بر [بر [بر [بر [۱۰]]]] [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [

دانلود موسیقی متن فیلم Arithmetic

در هنگام تحلیل مداران، قوانین و مقررات (Ob) و {L} به طور مستقیم به [p] اشاره می کنند؛ و [FLT] [FLT=2] [FLT=] [F3] [F=z] = R [F2 ] = R [F5]

بازیگران در سیستم Power Analysis

Phasors برای تجزیه و تحلیل مداوم و گذرا از سیستم های قدرت ضروری هستند.

جریان قدرت پایدار-دولتی

در مطالعات جریان بار، هر اتوبوس یک شکاف ولتاژ (مخالفت و زاویه) تزریق قدرت و جریان با استفاده از روابط هماهنگ محاسبه می شود، معادلات جریان قدرت نتیجه مبنای برنامه ریزی و تصمیم گیری های عملیاتی را تشکیل می دهند. ابزارهای نرم افزاری مانند PSS / E و PowerWorld به نمایندگی های وابسته به شبیه سازی هزاران اتوبوس و شاخه ها متکی هستند.

تحلیل ثبات ترانسی

در طول خطا یا تغییر حوادث، پاسخ پویا سیستم شامل نوسانات الکترومکانیکی است. مدل های Phasor که برای دینامیک ژنراتور روتور حساب می کنند، به پیش بینی اینکه آیا سیستم همگام سازی شده است یا نه، به عنوان مثال، از نمودارهای phasor برای ارزیابی حاشیه های ثبات در اختلالات استفاده می کنند.

مقررات فرکانس در سیستم های برق الکتریکی

ثبات فرکانس یک سنگ بنای عملیات سیستم قدرت قابل اعتماد است.در یک شبکه متصل، فرکانس سیستم (50 یا 60 هرتز) نشان دهنده تعادل زمان واقعی بین نسل و بار است.هر گونه عدم تعادل باعث انحراف فرکانس می شود: تولید اضافی افزایش فرکانس، در حالی که بار اضافی آن را کاهش می دهد.

نیاز به کنترل فرکانس

انحرافات فرکانس پایدار می تواند به تجهیزات آسیب برساند، رله های محافظ را تحریک کند و منجر به قطع برق شود. استانداردهای تنظیم مقررات نیاز به این فرکانس در یک گروه باریک (به عنوان مثال، 0.05 هرتز برای بسیاری از شبکه ها) کنترل فرکانس به سه لایه تقسیم می شود: اولیه، ثانویه و پاسخ سوم.

کنترل اتوماتیک و محلی است: فرمانداران در ژنراتورها خروجی را در عرض چند ثانیه تنظیم می کنند تا تغییرات فرکانس را متوقف کنند. کنترل ثانویه ، اغلب به نام کنترل خودکار نسل (AGC)، بازگرداندن فرکانس به ارزش اسمی و جریان های خط حفظ آن.

واحدهای اندازه گیری Phasor (PMUs)

کنترل نظارتی سنتی و خرید داده ها (SCADA) داده های نمونه را هر ۴ تا ۴ ثانیه، ناکافی برای گرفتن سریع ترانسی ها. واحد های اندازه گیری Phasor (PMU) اندازه گیری های همگام سازی شده و سرعت بالا ولتاژ و فالوورهای فعلی را با نرخ تا ۶۰ نمونه در ثانیه (برای ۶۰ سیستم های هرتز) ارائه می دهند.

چگونه PMU کار می کند

اندازه گیری های زمان-زمانی PMU با استفاده از سیگنال های GPS، اطمینان از هماهنگ سازی در مناطق جغرافیایی گسترده، واحد محاسبه کننده مثبت-ازگی با استفاده از الگوریتم های تبدیل چهار بعدی (DFT) هر اندازه گیری شامل اندازه گیری شامل اندازه گیری، زاویه، فرکانس و میزان تغییر فرکانس (ROCOF).

تکنولوژی Synchrophasor Technology

اصطلاح synchrophasor اشاره به یک phasor اندازه گیری شده با مرجع زمان مشترک است. استاندارد IEEE C37.18 تعریف فرمت و الزامات دقت برای همگام سازی اطلاعات همگام سازی خدمات بهداشتی PMU در زیر ایستگاه های کلیدی و گیاهان نسل برای ایجاد یک سیستم نظارت گسترده (WAMS).

درخواست Phasors در مقررات فرکانس

Phasors تنظیم فرکانس را با ارائه داده های زمان واقعی، با وضوح بالا که اقدامات کنترل سریع تر و آگاهانه تر را امکان پذیر می کند، افزایش می دهند.

نظارت بر فرکانس real-Time

PMUs گزارش فرکانس و ROCOF با دقت بالا اپراتورهای سیستم می توانند سفرهای فرکانس را به عنوان آنها مشاهده کنند، تمایز بین تغییرات بار معمول و اختلالات شدید تشخیص زودهنگام اجازه می دهد تا برای استقرار سریع تر ذخایر یا دفع بار در صورت لزوم.

سیستم های نظارت گسترده (WAMS)

WAMS جمع آوری داده ها از ده ها تا صدها PMU، به اپراتورهای یک دیدگاه سیستم در سراسر از زاویه های فاز و شیب فرکانس. افزایش ناگهانی در تفاوت زاویه فاز در سراسر راهرو ممکن است نشان دهنده بی ثباتی قریب الوقوع باشد. WAMS همچنین به اعتبار مدل های مورد استفاده در مطالعات برنامه ریزی کمک می کند.

افزایش کنترل اتوماتیک نسل

AGC از اندازه گیری های آهسته تر SCADA و خطای کنترل منطقه (ACE) محاسبه شده از تبادل خالص و سوگیری فرکانس استفاده می کند.با داده های PMU، AGC می تواند اطلاعات زاویه فاز زمان واقعی را با استفاده از تخصیص دقیق تر نسل، برخی از طرح های پیشرفته از سیگنال های انحراف مبتنی بر phasor برای کاهش نوسانات بین خوشه ای سریعتر استفاده می کنند.

به عنوان مثال، یک حلقه کنترل مکمل مبتنی بر می تواند خروجی قدرت ژنراتور را در پاسخ به اندازه گیری تفاوت زاویه روتور اندازه گیری کند، این تکنیک به عنوان (FLT:2) کنترل گسترده ای از طریق مقیاس (FLT3) شناخته می شود.[۱۰] در چندین شبکه، از جمله اتصال غربی در آمریکای شمالی، به طور موفقیت آمیزی نشان داده شده است.

تحلیل پست-Event Analysis

پس از یک اختلال، داده های PMU بایگانی شده به مهندسان اجازه می دهد تا وقایع را به طور دقیق تکرار کنند. ضبط phasor می تواند شروع انحراف فرکانس، توالی سفرهای خط و پاسخ ژنراتور را مشخص کند.این تجزیه و تحلیل قانونی به بهبود تنظیمات کنترل و روش های عملیاتی کمک می کند.

مزایای و چالش های تنظیم فرکانس مبتنی بر Phasor

مزایای کلیدی

  • آگاهی از وضعیت بهبود یافته؛ [FLT 1] اپراتورهای فرکانس و پویایی زاویه فاز را در سراسر اتصال می بینند.
  • تشخیص فاجعه: داده های PMU در 30-60 نمونه در ثانیه شناسایی زیر ثانیه ناهنجاری های فرکانس را فعال می کند.
  • هماهنگی بهتر: کنترل گسترده با استفاده از phasa می تواند نوساناتی را که مناطق کنترل متعدد را شامل می شود، کاهش دهد.
  • اعتبار مدل اطمینان: اندازه گیری Phasor حقیقت زمین برای مدل های پویا استفاده شده در مطالعات ثبات است.
  • پشتیبانی از ادغام تجدید پذیر: باد و مزارع خورشیدی می توانند از سیگنال های PMU برای شبیه سازی در داخله استفاده کنند و در مقررات فرکانس شرکت کنند.

چالش های فنی

  • تأخیر داده: تأخیر ارتباطات بین PMU و مراکز کنترل می تواند اثربخشی کنترل حلقه بسته را کاهش دهد، اگر به درستی جبران نشود.
  • امنیت سایبری: شبکه های Synchrophasor اهداف بالقوه هستند؛ رمزگذاری و تأیید هویت باید قوی باشد.
  • حجم داده ها: جریان های PMU با نرخ بالا نیاز به ذخیره سازی و پردازش زیرساخت های قابل توجهی دارند.
  • استاندارد سازی: تعامل بین PMUs از فروشندگان مختلف هنوز نیاز به انطباق دقیق با IEEE C37.18 و IEC 61850.

مسیر های آینده

از آنجا که سیستم های قدرت با نفوذ بالاتر از منابع مبتنی بر اینورتر و نسل توزیع شده تکامل می یابند، فناوری پیزنور حتی به مقررات فرکانسی بیشتر متمرکز خواهد شد.

  • توزیع PMUs: PMU های ارزان قیمت نصب شده در فیدر توزیع ارائه می دهد دید سطح لبه.
  • یادگیری ماشین: الگوریتم های AI آموزش دیده در داده های همگام سازی می تواند پیش بینی حوادث فرکانسی و توصیه اقدامات پیشگیرانه.
  • [کنترل غیر عادی درون گرایی: سیستم های ذخیره سازی انرژی باتری و اینورتر های شبکه سازی از اندازه گیری های محلی برای شبیه سازی دستگاه ناهمزمان استفاده می کنند، و به تثبیت فرکانس در شبکه های کم ترشیا کمک می کنند.
  • هماهنگی چند وقت: ترکیب کنترل سریع مبتنی بر PMU با حلقه های آهسته AGC برای تخصیص منابع بهینه.

نتیجه گیری

Phasors تجزیه و تحلیل و کنترل سیستم های برق AC را از یک پیچیدگی زمانی-domain به Algebra پیچیده قابل مدیریت تبدیل می کند، کاربرد آنها در تنظیم فرکانس، فعال شده توسط اندازه گیری های PMU با سرعت بالا و نظارت گسترده، دقت لازم برای حفظ شبکه های مدرن پایدار را فراهم می کند.در حالی که چالش ها در تأخیر داده ها باقی مانده و امنیت سایبری، پیشرفت های مداوم همچنان به تقویت نقش سازندگان به عنوان یک نظریه ورودی قابل اعتماد است.