مقدمه

در این فصل، ابتدا ریزشبکه­ها و تولیدات پراکنده تعریف شده، سپس مدل دینامیکی سیستم پیشنهادی متشکل از: سیستم فتوولتائیک، دیزل ژنراتور و خودرو الکتریکی مورد بحث و بررسی قرار می گیرد.

در نهایت سیستم کنترلی پیشنهادی (منطق فازی) توضیح داده خواهد شد.

۲-۲ ریز شبکه (MG)[1]

شبکه­های کوچک، شبکه هایی هستند که از قرار گرفتن تعدادی مولدهای کوچک در کنار هم تشکیل شده اند که میزان بار اندکی را در محدوده خود تامین می­کنند و با اتصال چندین شبکه کوچک به یکدیگر یک شبکه وسیع شکل می دهند که کارائی شبکه­های کنونی را داشته و در عین حال در مواقع بحرانی می تواند مجددا به شبکه کوچک تشکیل دهنده خود تجزیه شود. ریز شبکه را می توان به عنوان یک شبکه کوچک براساس مولد های تولید توزیع شده در نظر گرفت. در بهره برداری از ریز شبکه­ها اهداف گوناگونی چون کاهش تلفات، هزینه های تولید و نیز کاهش میزان آلودگی مورد بررسی قرار می گیرد [۱۵].

۲-۳ تولیدات پراکنده(DG)[2]                                          

در این بخش، ابتدا به تعریف تولیدات پراکنده پرداخته می شود، سپس به بهره­برداری از واحدهای تولیدات پراکنده اشاره می شود و در نهایت انواع تولیدات پراکنده معرفی می­گردند.

۲-۳-۱ تعریف تولیدات پراکنده

تعاریف مختلفی برای تولیدات پراکنده به کار رفته است ولی تعریف جامع و بدون محدودیت آن عبارت است از: ”منبع انرژی الکتریکی که مستقیماً به شبکه توزیع و یا سمت مصرف کننده وصل می­گردد“ [۱۶].

۲-۳-۲ مزایای تولیدات پراکنده

بکارگیری تولیدات پراکنده در سیستم توزیع مزایای زیست محیطی، اقتصادی و فنی بسیار زیادی را به دنبال دارد. برای رسیدن به این مزایا تولیدات پراکنده باید دارای اندازه مناسب بوده و در مکان­های مناسب نصب شوند [۱۷].

به طور کلی استفاده از نیروگاه های با تولید پراکنده در شبکه قدرت مزایایی را به همراه دارد [۱۷]:

• کاهش هزینه مربوط به تجهیزات قدرت
• کاهش تلفات انتقال قدرت
• زمان نصب و بهره­برداری کوتاه این نیروگاه­ها
• کاهش آلودگی­های زیست محیطی و صوتی نیروگاه­های بزرگ
• کاهش تلفات با جایابی بهینه نیروگاه­های تولید پراکنده در شبکه­های توزیع
• آزاد­سازی ظرفیت سیستم­های انتقال و توزیع اعم از خطوط و پست­ها
• امکان کاربرد مجزا یا متصل به شبکه

با توجه به پایین بودن بازده­ی نیروگاه هایی که با سوخت­های فسیلی کار می کنند و همچنین به دلیل آلودگی­های زیست محیطی مربوط به نیروگاه­های با سوخت فسیلی، لزوم استفاده از تولیدات پراکنده روز به روز بیشتر احساس می شود. سیستم­های توزیع موجود بدون در نظر گرفتن منابع تولید پراکنده طراحی شده اند. در نتیجه به کارگیری آن­ها، می تواند امکان بروز شرایط غیر مطلوبی در کیفیت برق، قابلیت اطمینان، بازده، مسائل ایمنی و … را ایجاد کند [۱۸].

۲-۳-۳ بهره برداری از واحدهای تولید پراکنده

بهره برداری از واحدهای تولید پراکنده به دو شکل امکان پذیر می باشد:

الف: حالت متصل به شبکه[۳]: در این حالت واحد­های تولید پراکنده به شبکه اصلی متصل هستند.

ب: حالت جزیره ای[۴] (مستقل از شبکه): در این حالت واحدهای تولید پراکنده با شبکه ی سراسری ارتباط ندارند و مجموعه­ی واحدهای تولید پراکنده چند بار محلی را تغذیه می کنند.

الف: سیستم­های متصل به شبکه

سیستم­های متصل به شبکه، سیستم­هایی هستند که با اتصال به شبکه سراسری، برق خود را تامین  می­کنند. این امر بدین صورت است که هر مشترک شبکه سراسری برق، با نصب سیستم متصل به شبکه، خود به عنوان یک تولید­کننده پراکنده کوچک می تواند به صورت نیروگاهی کوچک عمل نماید. در این روش علاوه بر تامین بخشی از انرژی الکتریکی مورد نیاز مصرف­کننده، انرژی الکتریکی (مازاد بر مصرف) به شبکه سراسری برق تزریق می شود.

ب: سیستم­های مستقل از شبکه

سیستم­های مستقل از شبکه (سیستم­های جزیره­ای)، سیستم­هایی هستند که بدون اتصال به شبکه سراسری، برق خود را تامین می نمایند. این سیستم­ها برای مناطق دور از شبکه که به دلیل   محدودیت­های فنی(صعب العبور بودن منطقه) و اقتصادی( همانند دور بودن از مراکز تولید توان و یا داشتن جمعیت پایین) انتقال برق رسانی مشکل است، کاربرد زیادی دارند.

کاربرد مستقل سیستم­های تولید پراکنده به صورت جزیره­ای، جهت تامین بار مصرف کنندگان، از مزایای عمده آن­ها محسوب می­شود. برای صنایع و واحدهایی که قطع برق خسارت فراوانی را برای آن ها در برداشته و یا به طور کلی مکان­هایی که امکان دسترسی به انرژی برق از طریق شبکه سراسری با قیمت مناسب را نداشته باشند، بکارگیری این سیستم­ها مفید می­باشد. با گسترش پیشرفت صنعت برق، تکنولوژی­های جدید و مختلفی ایجاد شده است. اکثر این تکنولوژی­ها به صورت تجاری و صنعتی در دسترس می باشند.

یکی از مهم ترین مسائل در سیستم­های تولید پراکنده در حالت مستقل از شبکه، پیوستگی تغذیه بار و کنترل ولتاژ و فرکانس آن است. معمولا در سیستم های تولید پراکنده مستقل از شبکه، از منابع تجدیدپذیر انرژی (مانند انرژی خورشیدی یا بادی) به عنوان منبع اولیه انرژی استفاده می­شود. باتوجه به تغییرات شدت نور و سرعت باد در طول روز، توان حاصل از این منابع دارای نوساناتی است. در نتیجه استفاده از واحد ذخیره انرژی برای تامین پیوسته بار اجتناب ناپذیر است. لذا بهره­مندی از سیستم کنترلی مناسب برای کنترل توان بین واحدهای ذخیره انرژی با منابع انرژی اولیه به گونه ای باشد، که بار به طور پیوسته تامین شود [۱۹]. هدف از این پایان نامه ارائه سیستم کنترلی مناسب برای کنترل پخش توان بین واحدهای انرژی و کنترل فرکانس در سیستم تولید پراکنده می­باشد.

[۱] Micro Grid

[۲] Distributed Generators

^[۳] Grid Connected

^[۴] Stand Alone