علی اصغر قدیمی

افزایش نفوذ نیروگاههای خورشیدی مبتنی بر الکترونیک قدرت در شبکههای انتقال، ساختار بهرهبرداری سیستمهای قدرت را بهصورت بنیادین دگرگون کرده و موجب بازتعریف الزامات فنی و کنترلی اتصال نیروگاهها در قالب گریدکدهای مدرن شده است. در این چارچوب، الزاماتی نظیر قابلیت عبور از افت و اضافه ولتاژ، حفظ اتصال در شرایط خطا و پشتیبانی دینامیکی ولتاژ، بهعنوان شروط اساسی بهرهبرداری ایمن و پایدار نیروگاههای خورشیدی مطرح شدهاند. با این حال، کنترلهای داخلی اینورترهای فتوولتائیک، بهویژه در مواجهه با اغتشاشات شدید ولتاژی، بهتنهایی قادر به تضمین انطباق کامل با این الزامات نبوده و میتوانند منجر به تضعیف پایداری ولتاژ یا جدایش نیروگاه از شبکه شوند. در این پایاننامه، اثر نصب ادوات FACTSاز نوع SVCو TCSCبر تحقق الزامات گریدکدی نیروگاههای خورشیدی متصل به شبکه انتقال مورد تحلیل و ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور، ابتدا مروری نظاممند بر الزامات گریدکدهای مدرن در حضور منابع تجدیدپذیر انجام شده و نقش FACTSدر پشتیبانی رفتار دینامیکی شبکه تبیین گردیده است. سپس یک روش بسته و قالببندیشده برای مدلسازی، پیادهسازی و تنظیم سیستمهای کنترلی تجهیزات SVCو TCSCارائه شده است که بهطور مشخص با هدف بهبود عملکرد عبور از شرایط LVRTو HVRTو افزایش پایداری ولتاژ شبکه تدوین گردیده است. این چارچوب کنترلی، تنظیم پارامترهای تجهیزات FACTSرا بهگونهای هدایت میکند که پاسخ گذرای شبکه در برابر اغتشاشات شدید ولتاژی بهصورت مؤثر بهبود یابد. در ادامه، شبکه قدرت مورد مطالعه در نرمافزار DIgSILENTبر پایه شبکه استاندارد 9شینه IEEEمدلسازی شده و یک نیروگاه خورشیدی مقیاس بزرگ بههمراه تجهیزات SVCو TCSCبهصورت یکپارچه در آن پیادهسازی شده است. بهمنظور ارزیابی عملی عملکرد سیستم، مجموعهای از سناریوهای متعدد و ساختارمند شامل خطاهای اتصال کوتاه متقارن و نامتقارن با مدتزمانهای مختلف و نیز شرایط اضافهولتاژ گذرا شبیهسازی شده است. شاخصهای کلیدی عملکرد شامل دامنه تغییرات ولتاژ در نقطه اتصال مشترک، زمان بازیابی ولتاژ، رفتار توان اکتیو و راکتیو و تداوم اتصال نیروگاه بهصورت تطبیقی مورد تحلیل قرار گرفتهاند. نتایج شبیهسازیها نشان میدهد که بهکارگیری هدفمند SVCو TCSCمیتواند بهطور معناداری انطباق نیروگاه خورشیدی با الزامات LVRTو HVRTرا بهبود بخشد؛ بهگونهای که SVCنقش مؤثرتری در کاهش عمق افت ولتاژ و تسریع بازیابی آن ایفا کرده و TCSCبا تغییر دینامیکی امپدانس خطوط انتقال، به بهبود شرایط ولتاژی شبکه کمک مینماید. در مجموع، نتایج این پژوهش نشان میدهد که تحقق پایدار الزامات گریدکدی نیروگاههای خورشیدی مستلزم استفاده هماهنگ از ادوات FACTSدر کنار کنترلهای داخلی نیروگاه و مداخله فعال در سطح شبکه انتقال است