روش های آنالیز حوادث اتفاقی درسیستم های قدرت (Analysis Methods Contingency) | تعبیرستان
روش های آنالیز حوادث اتفاقی درسیستم های قدرت (Analysis Methods Contingency)علم و فناوریدانستنیها
×
بستن

روش های آنالیز حوادث اتفاقی درسیستم های قدرت (Analysis Methods Contingency)

این روش ها در حالت کلی به انواع روش های مستقیم و غیر مستقیم تقسیم بندی می شوند. در روش های غیرمستقیم (رتبه بندی) شدت هر حادثه با استفاده از شاخص های عملکرد تعیین می شود در صورتی که در روش های مستقیم (روش های حذف حوادث) شدت هر حادثه با استفاده از حل شبکه تعیین می شود.
روش های رتبه بندی (Ranking Contingency)
این روش ها جز اولین روش های آنالیز حوادث بوده و در آنها با استفاده از محاسبات Off-Line برای هر حادثه یک شاخص عملکرد به دست می آید که این شاخص میزان کل بارگذاری سیستم را در حالت بعد از حادثه نشان داده و یک دید کلی از تاثیر وقوع حادثه در سیستم می دهد. این شاخص های عملکرد برحسب مقدار عددی مرتب شده و حوادث که دارای شاخص بزرگتری هستند مشکلات بیشتری در سیستم ایجاد می کنند که بررسی کامل تر این حوادث توسط پخش بار کامل انجام می گیرد. این روش ها شامل دو حالت بررسی توان اکتیو و ولتاژ هستند.
در روش های درجه بندی مشکل پدیده پنهان سازی وجود دارد. یعنی ممکن است حادثه ای که منجر به ایجاد چند تخلف کوچک می شود، قبل از حادثه ای درجه بندی شود که منجر به ایجاد یک تخلف با مقدار بزرگ می شود و این پدیده باعث عدم درجه بندی صحیح حوادث می شود. البته جهت حذف پدیده پنهان سازی روش هایی نیز ارایه شده اند ولی بااین وجود هنوز هم مشکل به صورت کامل حل نمی شود و در ضمن در این صورت زمان لازم برای اجرا خیلی افزایش می یابد.
روش های حذف حوادث (Screening Contingency)
در این روش ها پس از حل شبکه، با استفاده از مقادیر توان ولتاژ به دست آمده شدت حادثه تعیین می شود و درنتیجه خطاهای پنهان نیز وجود نخواهد داشت. دقت روش های مستقیم نسبت به روش های غیرمستقیم بالاتر بوده ولی نیاز به زمان بیشتری دارند. در سال های اخیر توجه زیادی به این روش ها شده و کارآیی و قابلیت اطمینان آنها به طورقابل ملاحظه ای افزایش یافته است.
از میان این روش ها نیز روش های موضعی که تاثیر حادثه را به صورت موضعی و در نواحی خاصی از شبکه درنظر می گیرند دارای بهترین قابلیت عددی و سرعت بوده و قادر به مدل سازی تغییرات توپولوژیکی سیستم نیز هستند. این روش ها نیازی به محاسبات Off-Oline نداشته و میزان حافظه مصرفی در آنها وابسته به ضرایب ماتریس های سیستم است. در عمل می توان با استفاده از تکنیک های جبران سازی (compensation techniques) و بردارهای پراکنده (sparse vectors) کارآیی این روش ها را افزایش داد. روش ارایه شده توسط آقای Galiana اساس روش های موضعی بوده و روشی که توسط آقای Brandwajn معرفی شده قادر است به طرز مناسبی اثرات موضعی حادثه را مدل سازی کند. جهت حذف حوادث مربوط به ولتاژ و قدرت راکتیو از روش های غیرخطی استفاده می شود که بسته به الگوریتم پیاده شده، این روش ها قادرند حوادث توان اکتیو را نیز بپوشانند.
تقسیم بندی شبکه قدرت
در روش های پیشنهادی بعد از وقوع یک حادثه شبکه قدرت به سه قسمت اصلی تقسیم می شود که عبارتند از:
▪ مجموعه S۱ شامل شین های اطراف حادثه بوده و حداقل دارای شین های دو سر عنصر خارج شده است.
▪ مجموعه S۲V شامل شین های حساس ولتاژ است که بیرون از زیر شبکه S۱ قرار دارند.
▪ مجموعه S۲Q شامل شین های حساس راکتیو است که بیرون از زیر شبکه S۱ قرار دارند.
انتخاب زیر شبکه SI
انتخاب این زیر شبکه دقت آنالیز حوادث را تحت تاثیر قرار می دهد. با افزایش تعداد شین های آن دقت تشخیص حوادث بیشتر می شود ولی سرعت آنالیز نیز کاهش می یابد. در آزمایشات انجام شده از دونوع معیار جهت انتخاب این زیر شبکه استفاده شده است. بعد از وقوع یک حادثه می توان با توجه به مسیر برگشتی توان خط خارج شده (Return Path) و با استفاده از جستجوی توپولوژیکی، یک مسیر بسته در اطراف خط خارج شده پیدا کرد. در شبکه های عملی ممکن است نتوان به ازای قطع تمامی خطوط، مسیر بسته ای را در اطراف حادثه پیدا کرد. در چنین حالت هایی می توان برای هر یک از شین های دو سر عنصر خارج شده با استفاده از جستجوی توپولوژیکی چند ردیف شین پیدا کرده و زیر شبکه را تشکیل داد. چنانچه نتایج آزمایشات نشان می دهند در صورتی که زیر شبکه به صورت مسیر بسته در نظر گرفته شود دقت تشخیص حوادث بهتر خواهد بود.
انتخاب زیر شبکه حساس ولتاژ
انتخاب این مجموعه با استفاده از مفهوم فاصله الکتریکی و از بین شین های زیر شبکه انجام می شود. شین هایی از زیر شبکه که فاصله الکتریکی آنها از شین های دو سر عنصر خارج شده کمتر از تلرانس تعیین شده باشد متعلق به مجموعه S۲V خواهند بود. به طور ساده می توان گفت که هر چقدر فاصله الکتریکی بین دو شین کمتر باشد آن دو شین دارای تاثیر متقابل ولتاژ بالایی نسبت به هم هستند. ماتریس حساسیت ولتاژ به صورت زیر تعریف می شود:
از نظر فیزیکی می توان عناصر ماتریس حساسیت را به عنوان ضرایبی تفسیر کرد که به هنگام تزریق قدرت راکتیو در یک شین، می توان با استفاده از این ضرایب، تغییر دامنه ولتاژ را در تمامی شین های سیستم به دست آورد. به عبارتی عناصر این ماتریس نشان دهنده تزویج الکتریکی بین شین های مختلف سیستم هستند. بدین منظور عناصر هر ستون بر حسب عنصر قطری همان ستون نرمالیزه شده و ماتریس ? به دست می آید:
جهت به دست آوردن میزان تضعیف اثر یک اختلال از یک شین تا شین دیگر، باید ?های مربوطه را در هم ضرب کرد که جهت تبدیل آن به عمل جمع، تعریف فوق بدین صورت به دست می آید:
همچنین جهت متقارن سازی ماتریس فاصله الکتریکی، آن را به صورت زیر تعریف می کنیم:
بدین ترتیب ماتریس فاصله الکتریکی دارای عناصر مثبت و حقیقی بوده و شین هایی از زیر شبکه S۲ که در شرط زیر صدق کنند متعلق به مجموعه S۲V خواهند بود:
در رابطه فوق خط Km خارج شده و To۱ تلرانس انتخاب فاصله الکتریکی است. باتغییر مقدار تلرانس فاصله الکتریکی می توان تعداد شین های انتخاب شده برای مجموعه S۲V را تغییر داد.
انتخاب زیر شبکه حساس راکتیو
این مجموعه از بین شین های زیر شبکه S۲ انتخاب می شود و شین هایی را شامل می شود که در حالت بعد از وقوع حادثه دارای تغییر قابل ملاحظه در توان راکتیو هستند. تغییر توان راکتیو برای شین های زیر شبکه S۱ از رابطه زیر به دست می آید.
در رابطه فوق Qi? توان راکتیو تعیین شده در شین iام بوده که دارای مقدار معینی است و VjO و ViO ولتاژهای حالت مبنا (قبل از اختلال) و Gij و Bij به ترتیب نشان دهنده کندوکتانس و سوسپتانس متناظر با خط ij هستند و
?j- ?i= ?ij اختلاف زاویه های بازسازی شده (Updated) را نشان می دهد. با توجه به این که تاثیر اختلال در زیر شبکه S۲ کم است تغییر توان راکتیو برای این شین ها از رابطه ساده تری به دست می آید. در رابطه (۴۷) در صورتی که تغییر زاویه شین ها کوچک باشد می توان با استفاده از تقریب اول و با صرف نظر کردن از بعضی جملات،؛ آنرا به صورت زیر نوشت:
در رابطه فوق ?j?- ??i= ?ij? بوده و بالانویس ۰ نشان دهنده مقادیر حالت مبنا است. همچنین عبارت داخل کروشه نیز برابر با ماتریس حساسیت حالت مبنا بوده و می توان آن را به صورت زیر نمایش داد:
با استفاده از رابطه فوق می توان گفت که تغییر توان راکتیو برای یک شین معین (به غیر از شین های دو سر عنصر خارج شده) فقط ازتغییر زاویه خطوط متصل به آن نتیجه می شود. رابطه فوق برای تغییر کوچک زاویه شین ها معتبر است و این حالت موقعی برقرار می شود که سطح بار کم بوده و یا تاثیر اختلال درشین مزبور کم باشد. با توجه به این که در شین های زیر شبکه S۲ تاثیر اختلال کم است شرایط فوق حاکم بوده و می توان جهت محاسبه تغییر توان راکتیو این شین ها در هر دو حالت بار سبک و سنگین از رابطه تقریبی (۴۹) استفاده کرد. مجموعه ای از شین ها که دارای Q? بزرگتر از تلرانس انتخاب شده باشند متعلق به مجموعه S۲Q خواهند بود و تغییر توان راکتیو برای بقیه شین ها برابر صفر فرض می شود.
الگوریتم کلی آنالیز حوادث
در روش های مستقیم قبل از بررسی حوادث لازم است که یک پخش بار کامل در حالت مبنای شبکه انجام شده و مقادیر ولتاژ شین ها و توان های اکتیو و راکتیو خطوط در حالت مبنا به دست آید. در روش موضعی از پخش بار FDLF استفاده شده و در الگوریتم آن اثر عناصر مختلف سیستم قدرت از قبیل مقاومت اهمی و سلفی و شارژ خط و نیز خازن های شنت و تپ خطوط و ترانس های قدرت در نظر گرفته شده است و جهت حل معادلات مربوطه از تکنیک های ماتریس پراکنده (Sparse) و بردار پراکنده (Sparse) استفاده شده است. ماتریس های سوسپتانس به صورت پراکنده (Sparse) ذخیره شد و فقط یک بار در شروع آنالیز حوادث به عوامل LU تجزیه می شوند و آنالیز حوادث خطوط مختلف با استفاده از عوامل LU فوق و مقادیر حالت مبنا انجام می شود.
در هر سه روش موضعی، ابتدا ماتریس های
Ybus، َB و ًB درحالت مبنا به دست آمده و سپس مقادیر حالت مبنا (ولتاژ شین ها و توان های اکتیو و راکتیو دو سر خطوط) به دست می آیند. مقادیر فوق برای یک دوره بررسی امنیت ثابت هستند. سپس به ازای خروج خطوط گوناگون با توجه به نوع شین های دو سر آن و با استفاده از قضیه اصلاح ماتریس معکوس Inverse (IMML(Matrix Modification Lemma)) روش مناسب جبران سازی به منظور اصلاح معکوس ماتریس های َB و ًB اعمال می شود و بدین ترتیب بدون نیاز به تشکیل مجدد این ماتریس ها و تجزیه مجدد LU آنها، مقادیر ولتاژ و توان های دو سر خطوط در حالت بعد از حادثه به دست می آیند. فلوچارت کلی سه روش موضعی بررسی شده در شکل ۷ نشان داده شده است.
در روش های فوق از جبران سازی میانی استفاده شده است که این نوع جبران سازی ابتدایی و انتهایی از روش بردارهای پراکنده استفاده کرده و در حلقه (Q-V) نیز به دلیل وجود ظرفیت خازنی خطوط، استفاده از روش جبران سازی گره سریعتر خواهد بود زیرا در این حلقه به ازای خروج یک خط، در روش جبران سازی گره می توان تغییر توپولوژی شبکه را توسط ور گره مدل سازی کرد در صورتی که در روش جبران سازی شاخه باید سه شاخه در نظر گرفته شود.
به ازای خروج یک خط می توان گفت که شین های دو سر آن همواره ارتباط توپولوژیکی با هم دارند و این بدان معنی است که شین با شماره بزرگتر متعلق به مسیر تجزیه ای (Rifactorization Path) خواهد بود که برای شین با شماره کوچکتر به دست می آید. بنابراین بسته به نوع شین های دو سر عنصر خارج شده (شین PV یا PQ یا Slack)
در حلقه های (P-?) و (Q-V) بردار توان حداکثر دارای دو مقدار غیرصفر خواهد بود که با هم ارتباط توپولوژیکی نیز دارند. بنابراین جهت حل معادلات مربوطه با استفاده از بردارهای پراکنده، کافی است که مسیر تجزیه برای شین با شماره کوچکتر به دست آید و بدین ترتیب از جستجوی اضافی اجتناب کرده و می توان سرعت آنالیز حوادث را بالاتر برد. در هر سه روش موضعی پیشنهاد شده در این مقاله، از ارتباط توپولوژیکی گره ها استفاده شده است.
ویژگی های روش های پیشنهادی را می توان به صورت زیر خلاصه کرد:
▪ از این واقعیت تجربی استفاده شده است که اکثر حوادث سیستم قدرت فقط ناحیه مشخصی را بیشتر تحت تاثیر قرار می دهند که این فرض از محاسبات اضافی جلوگیری کرده و باعث می شود نرم افزار از حالت ریاضی محض خارج شده و یک حالت هوشمند پیدا می کند.
▪ بهره بردار می تواند فقط ولتاژ
شین های مهم را مشاهده کند (Voltage Monitoring) و با حذف شین های غیر مهم از محاسبات ولتاژ، سرعت آنالیز حوادث را افزایش دهد.
▪ با توجه به الگوریتم های پیاده سازی شده، نرم افزار قادر است حوادث توان اکتیو را نیز بپوشاند.
▪ روش های ارایه شده نیازی به محاسبات off-line نداشته و در فواصل زمانی کوتاه قادرند با اخذ شرایط بهر ه برداری و وضعیت توپولوژیکی از سیستم (Supervising Control and Data Acquisition)
SCADA امنیت شبکه را تعیین کنند و برخلاف روش های درجه بندی دارای خطاهای پنهان نیستند.



مهندس محمد حسین مسلمی
آرونا

تاریخ ارسال: 1390/01/11


نظر شما چیست؟

کد امنیتی شکل بالا در کادر زیر درج شود

برای مشاهده و استفاده از فرم می بایست جاوااسکریپت بر روی مرورگر شما فعال باشد.

 
تعبیر خواب
تعبیر با تقویم
روایتی از قول امام جعفر صادق (علیه السلام) هست که می‌فرمایند مثلاً اگر در روز یا شب اول ماه قمری خوابی را ببینید تعبیر ندارد و صحیح نیست، یا اگر  در دوم و سوم ماه خوابی را ببینید تعبیرش برعکس می‌شود و به همین ترتیب تمام روزهای ماه را فرموده‌اند و این روایت تا حدودی هم شایع شده و گسترش پیدا کرده است.
دقت کنید که چیز کمی نیست!... یعنی شما که دیشب خوابی را دیده‌اید با دانستن تاریخ دیشب، می‌توانید ادامه مطلب...
تعبیرها و اشتباه‌ها
همۀ ما در طول شب یا روز خواب‌هایی می‌بینیم که ممکن است درست و صادق بوده و معنایی را در خود داشته باشند یا اینکه بی‌معنا باشند.
علت خواب‌های بی‌معنا چیزهایی مثل ضعف یا پرخوری قبل از خواب و یا صدای محیط زمان خواب و یا حتی می‌تواند نتیجه تلقین شیطان باشد و فقط پیامبران و معصومین (علیهم السلام) هستند که تمام خواب‌هایشان درست و صادق بوده و حسابشان جدا است. حضرت امام صادق (علیه السلام) به مفضل که از ادامه مطلب...
تعبیر با کتاب
در این مقاله می‌خواهم در مورد این بنویسم که هر کسی می‌تواند بعضی از خواب‌ها را با کتاب تعبیر خواب، تعبیر کند. بنابراین اجازه دهید ابتدا تعریفی کلی و خلاصه از نحوۀ تعبیر خواب ارائه کنم.
خواب‌هایی که ما می‌بینیم یا می‌خواهند معنایی را به ما بفهمانند و یا خیر؛ حالا چرا بعضی از خواب‌ها می‌خواهند معنایی را بفهمانند ولی بعضی خیر؟... چون این سوال بحث دیگری است نمی‌خواهم دربارۀ آن صحبت کنم.
خود این خواب‌های بامعنا نیز اکثراً به صورت مثال ادامه مطلب...
مبارزه با فراموشی خواب
تحقیقات نشان داده است که همۀ افراد در طی خواب خودشان رویا می‌بینند (به جز در برخی بیماری‌های شدید روانی)، منتها خیلی‌ها آن‌ها را فراموش کرده و فکر می‌کنند که اصلاً رویایی ندیده‌اند. هر چند خیلی از این رویاها ممکن است جزء رویاهای بدون تعبیر باشند ولی به هر حال رویا بوده‌اند.
حال سوال این است که چطور خواب خود را فراموش نکنیم؟ چطور صحنه‌های خواب را خوب و روشن به یاد آوریم؟ برای رسیدن به این هدف راه‌های زیادی وجود ادامه مطلب...
دفع بلا با صدقه
احادیث و روایات و همچنین تجربیات بسیاری وجود دارد که خداوند متعال با صدقه قضا و قدر را تغییر می‌دهد. به عبارتی دیگر با صدقه می‌توان به خواست خدا از وقوع بلایا و حوادث جلوگیری کرد. زیرا خود خداوند قضا و قدر را معین کرده و فقط خود او می‌تواند آن را تغییر دهد (که یکی از عواملی که فرموده قضا و قدر را به خاطر آن تغییر می‌دهد همین صدقه دادن است). البته این یکی از آثار صدقه می‌باشد. ادامه مطلب...
رسیدن تعبیر به دیگری
این نکته را به خاطر داشته باشید که تعبیر خواب شما ممکن است به همان کسی که در خواب دیده‌اید نرسد و به شخص دیگری مربوط شود. در واقع تعبیر خواب شما کیلومترها با آن شخصی که در خواب دیده‌اید فاصله داشته باشد! تجربۀ خودم من از خواب‌هایم این بوده که در موارد خیلی خیلی خیلی کمی تعبیر خواب به همان افرادی رسیده که در خواب دیده‌ام (به طوریکه در اکثر موارد فقط یک درصد احتمال می دهم که تعبیر ادامه مطلب...
دفع بلا و گرفتاری
بعضی از خواب‌ها آینده را پیشگویی کرده و می‌گویند که بلا و مصیبت و گرفتاری در پیش است و یا اینکه عمل زشت یا گناهی را مرتکب خواهیم شد. اگر این خواب‌ها درست و اصطلاحاً صادقه باشند، در واقع از مقدرات الهی می‌گویند و چیزهایی که پیش‌بینی آن شده حتماً به وقوع می‌پیوندند.
ولی خداوند راه‌هایی را تعیین کرده که نگذارید آن بلایا به وقوع بپیوندند و در واقع مقدرات خدا تغییر کند. در اصل خود خدا مقدرات را بوجود آورده ادامه مطلب...
کلیپ و ویدیو
دو تا لفظه که شیاطین رو دور میکنه (علی اکبر رائفی پور)
اشخاصی که در کلیپها مشاهده می کنید تعبیرگر خواب نیستند