Танзими шиддат дар системаҳои барқ
Танзими шиддат дар системаи барқи барқӣ раванди нигоҳ доштани сатҳи шиддат дар нуқтаҳои гуногуни шабака - аз тавлид, интиқол, тақсимот ва ҳатто барои муштарӣ - дар доираи маҳдудиятҳои қобили қабул аст. Шиддати аз ҳад паст (шиддати паст) ё аз ҳад зиёд баланд (шиддати аз ҳад зиёд) метавонад сифати таъминоти барқро паст кунад, талафотро афзоиш диҳад, фарсудашавии таҷҳизотро суръат бахшад ва ҳатто боиси вайроншавии система гардад. Азбаски борҳои барқӣ доимо тағйир меёбанд, танзими шиддат яке аз муҳимтарин вазифаҳо дар кори системаи муосири барқӣ мебошад.
Чаро шиддат бояд танзим карда шавад?
Дар ҳолати беҳтарин, муштариён шиддатро ба арзиши номиналӣ наздик (масалан, 220/380 В дар тарафи паст) бо инҳирофи кам мегиранд. Дар шароити воқеӣ, тағйирот дар сарборӣ, фосилаи байни ноқилҳо ва конфигуратсияи шабака боиси паст шудани шиддат дар хат мегардад. Ҳангоми афзоиши сарборӣ, ҷараён меафзояд ва бо ин васила паст шудани шиддатро дар импеданси хат зиёд мекунад. Баръакс, дар зери сарбориҳои сабук ё ҳангоми ворид кардани қувваи реактивии аз ҳад зиёд, шиддат метавонад афзоиш ёбад.
Таъсири шиддати пастсифат хеле васеъ паҳн шудааст. Масалан, муҳаррикҳои асинхронӣ ҳангоми паст шудани шиддат барои нигоҳ доштани моменти барқ ҷараёни бештарро истифода мебаранд, ки боиси гарм шудани онҳо мегардад ва эҳтимолан аз кор монданро суръат мебахшад. Дар системаҳои равшанӣ, шиддати паст чароғҳоро хира мекунад, дар ҳоле ки шиддати баланд мӯҳлати кори онҳоро кӯтоҳ мекунад. Таҷҳизоти электронии ҳассос инчунин барои кори дуруст ба шиддати устувор ниёз доранд. Барои ширкатҳои коммуналӣ, инҳирофи шиддат метавонад талафоти барқро афзоиш диҳад, самаранокиро коҳиш диҳад ва нишондиҳандаҳои сифати барқро бадтар кунад.
Мафҳумҳои асосӣ: Профили қувваи реактивӣ ва шиддат
Калиди танзими шиддат дар системаи энергетикӣ идоракунии қувваи реактивӣ (VAR) мебошад. Умуман, ҷараёни қувваи реактивӣ ба сатҳҳои шиддат, махсусан дар шабакаҳое, ки импеданси бартаридоштаи реактивӣ доранд (масалан, хатҳои интиқол), таъсири назаррас мерасонад. Вақте ки система қувваи реактивӣ надорад, шиддат майл ба паст шудан дорад. Вақте ки система қувваи реактивии аз ҳад зиёд дорад, шиддат майл ба болоравӣ дорад.
Ин робита аксар вақт бо хати каҷи V-Q тавсиф мешавад: тағйирот дар воридкунӣ ё ҷабби VAR дар шина шиддати шинаҳоро тағйир медиҳад. Аз ин рӯ, бисёр танзимгарони шиддат дар амал ҳамчун контроллерҳои VAR, ё тавассути тавлид, ҷаббида ё танзим кардани тақсимоти онҳо дар шабака, фаъолият мекунанд.
Стандартҳо ва маҳдудиятҳои шиддат
Қоидаҳои техникӣ одатан таҳаммулпазирии мушаххаси шиддатро дар нуқтаҳои интиқоли муштариён муайян мекунанд. Дар бисёр системаҳои тақсимот, тағйироти иҷозатдодашуда аз тақрибан ±5% то ±10% аз арзиши номиналӣ вобаста ба стандарт ва категорияи муштариён мебошанд. Дар системаҳои интиқол, маҳдудиятҳои шиддат дар автобусҳои асосӣ низ қатъиян назорат карда мешаванд, зеро онҳо ба устувории амалиётӣ ва бехатарӣ таъсир мерасонанд.
Илова бар арзишҳои ҳолати устувор, операторҳо инчунин ба падидаҳои шиддати муваққатӣ, аз қабили пастшавӣ (пастшавии кӯтоҳмуддати шиддат), варамкунӣ (афзоиши кӯтоҳмуддат) ва ларзиш, диққат медиҳанд. Дар ҳоле ки ин мақола ба танзими шиддати ҳолати устувор тамаркуз мекунад, дастгоҳҳои танзими шиддати босуръат низ метавонанд ба рафъи ин мушкилоти динамикӣ кумак кунанд.
Усулҳо ва таҷҳизоти танзими шиддат
Танзими шиддат дар якчанд сатҳҳо бо истифода аз якҷоякунии дастгоҳҳои зерин анҷом дода мешавад.
1) Системаи ангезиши генератор (Танзимгари автоматии шиддат/AVR)
Дар нерӯгоҳи барқӣ, AVR ҷараёни ангезиши генератори синхрониро барои танзими шиддати терминалии он идора мекунад. Бо зиёд кардани ангезиш, генератор метавонад қувваи реактивии бештарро таъмин кунад ва бо ин васила шиддати системаро зиёд кунад. Бо кам кардани ангезиш, генератор VAR-ҳоро фурӯ мебарад ва шиддатро паст мекунад. Вокуниши AVR нисбатан зуд аст ва ҳамчун хати асосии дифоъ дар нигоҳ доштани шиддат дар нерӯгоҳи барқӣ ва хатҳои интиқоли наздик хизмат мекунад.
Аммо, кори генератор аз ҷониби каҷи қобилият вобаста ба маҳдудиятҳои гармии статор/ротор ва маҳдудиятҳои устуворӣ маҳдуд аст. Аз ин рӯ, танзими шиддат набояд генераторро маҷбур кунад, ки аз ҳадди бехатарии худ берун кор кунад.
2) Трансформатор бо ивазкунандаи кран дар бор (OLTC)
Дар системаҳои интиқол ва тақсимот, трансформаторҳои OLTC имкон медиҳанд, ки дар таносуби гардишҳо тағирот ворид карда шавад, дар ҳоле ки трансформатор кор мекунад. Бо иваз кардани кран, шиддати дуюмдараҷаро метавон баланд ё паст кард, то шиддатро дар фидери мушаххаси тақсимот ё шина нигоҳ дорад.
OLTC-ҳо дар ҷуброни тағйироти ҳаррӯзаи сарборӣ хеле самаранок мебошанд, аммо вокуниши онҳо ба мисли дастгоҳҳои электронии барқӣ зуд нест. Ғайр аз ин, иваз кардани зуд-зуди кран метавонад фарсудашавии механикии контактҳои ивазкунандаи кранро суръат бахшад. Аз ин рӯ, контроллерҳои OLTC одатан дорои таъхири муваққатӣ ва вақт барои пешгирӣ аз "шикор" ҳангоми ноустувории хурд мебошанд.
3) Конденсаторҳои шунтӣ ва реакторҳои шунтӣ
Конденсаторҳои шунтӣ дар шабака барои таъмини қувваи реактивии маҳаллӣ насб карда мешаванд ва бо ин васила ҷараёни реактивиро, ки бояд аз манбаи дурдаст ҷорӣ шавад, кам мекунанд. Натиҷа коҳиши шиддат, кам шудани талафоти инфрасурх ва афзоиши шиддати охири бор мебошад. Конденсаторҳо одатан дар тақсимот (бонкҳои конденсатор) ва интиқол истифода мешаванд.
Баръакс, реакторҳои шунтӣ барои азхуд кардани қувваи реактивии барзиёд истифода мешаванд, масалан, дар хатҳои интиқоли дароз ва камбор, ки таъсири Феррантиро (афзоиши шиддати қабулкунанда) аз сар мегузаронанд. Реакторҳо барои нигоҳ доштани афзоиши шиддат дар ҳудуди муайян мусоидат мекунанд.
Конденсаторҳо ва реакторҳоро бо истифода аз автоматҳои муҳофизатӣ, ки ба таври худкор дар асоси шиддат, омили қувва ё ҷадвал идора карда мешаванд, собит ё иваз кардан мумкин аст.
4) SVC ва STATCOM (чандир ва зуд)
Дар системаҳои муосир, дастгоҳҳои FACTS ба монанди SVC (Compensators Static VAR) ва STATCOM (Compensators Synchronous Static) ҷуброни зуд ва пайвастаи VAR-ро таъмин мекунанд. SVC-ҳо барои танзими реактивии муассир тиристорҳоро истифода мебаранд, дар ҳоле ки STATCOM-ҳо барои ворид кардани ҷараёни реактивии идорашаванда аз инвертери манбаи шиддат (VSC) истифода мебаранд.
Бартарии асосии ин дастгоҳ вокуниши зуди динамикии он аст, ки барои муқовимат ба пастшавии ногаҳонии шиддат, беҳтар кардани устувории шиддат ва кӯмак дар мубориза бо халалдоршавӣ ё тағйироти зиёди сарборӣ хеле муфид аст.
5) Танзими шиддат дар тақсимот: Танзимгарони шиддат ва танзими сарборӣ
Дар шабакаҳои тақсимоти миёнаравӣ, танзимгарони шиддат (автотрансформаторҳо бо тағйирдиҳандаҳои кран) аксар вақт дар мобайни фидерҳо ҷойгир карда мешаванд, то шиддати муштариро дар охири шабака нигоҳ доранд. Илова бар ин, аз нав танзим кардани шабака ва тақсими сарборӣ байни фидерҳо низ метавонад ба беҳтар шудани профили шиддат мусоидат кунад.
Аз ҷониби муштариёни саноатӣ, истифодаи конденсаторҳои ислоҳи омили қувва, филтрҳои гармоникӣ ё дастгоҳҳои ҷуброни динамикӣ метавонад талаботи VAR-и шабакаро кам кунад ва шиддати дохилии нерӯгоҳро устувор нигоҳ дорад.
6) Нақши энергияи барқароршаванда ва инверторҳои муосир
Ҳамгироии нерӯгоҳҳои барқи барқароршавандаи дар асоси инвертерҳо (PLTS, PLTB) тарзи танзими шиддатро тағйир медиҳад. Инвертерҳои муосир метавонанд назорати VAR (Volt-VAR) ва ҳатто танзими Volt-Watt-ро барои пешгирии аз ҳад зиёд шиддат дар фидерҳо бо воридшавии баланди PV таъмин кунанд. Бо вуҷуди ин, ҳамоҳангӣ байни инвертерҳо, OLTC-ҳо ва конденсаторҳо барои пешгирӣ аз ларзишҳои танзимкунанда ё амалҳои мухолиф мураккабтар шудааст.
Ҳамоҳангсозии назорати шиддат
Танзими шиддат на танҳо фаъол кардани як дастгоҳ, балки ҳамоҳангсозии бисёр дастгоҳҳо дар миқёсҳои гуногуни вақт аст:
– Суръат (миллисония–сония): генератори AVR, SVC/STATCOM, идоракунии инвертер.
– Миёна (сонияҳо–дақиқаҳо): гузариши конденсатор/реактор, танзими нуқтаи муқарраршудаи шиддат.
– Суст (дақиқа–соат): трансформаторҳои OLTC, аз нав танзимкунии шабака, диспетчерии реактивии тавлид.
Дар маркази идоракунӣ, операторҳо шиддати автобус, ҷараёни қувваи реактивӣ ва ҳолати таҷҳизотро назорат мекунанд. Омӯзиши ҷараёни бор барои банақшагирӣ ва арзёбии сенарияҳои корӣ истифода мешавад. Дар системаҳои калон, схемаҳои идоракунии автоматӣ, ба монанди идоракунии автоматии шиддат (AVC) ё беҳсозии волт/VAR (VVO), ба нигоҳ доштани шиддат ва кам кардани талафоти энергия мусоидат мекунанд.
Мушкилот: Устувории шиддат ва фурӯпошии шиддат
Яке аз хатарҳои ҷиддитарин ин фурӯпошии шиддат аст, ки дар он система наметавонад шиддатро аз сабаби набудани дастгирии реактивӣ, одатан пас аз халалдоршавӣ ё ҳангоми борҳои баланд, нигоҳ дорад. Паст шудани шиддат, борҳо ҷараёни бештарро ҷалб мекунанд, талаботи VAR меафзояд ва паст шудани шиддат бадтар мешавад - ки ин давраеро ташкил медиҳад, ки метавонад ба қатъи барқи васеъ оварда расонад.
Пешгирии ин захираҳои кофии реактивӣ, ҷойгиркунии дурусти ҷубронкунандагон, муҳофизати ҳамоҳангшуда ва мониторинги ҳошияи устувории шиддатро талаб мекунад (масалан, тавассути таҳлили каҷи PV ва QV).
Хулоса
Танзими шиддат дар системаи барқӣ маҷмӯи стратегияҳои техникӣ ва амалиётӣ барои нигоҳ доштани сифат ва эътимоднокии таъминоти барқ мебошад. Асоси масъалаҳои шиддат бо идоракунии қувваи реактивӣ зич алоқаманд аст, аз ин рӯ, барои эҷоди профили бехатари шиддат дастгоҳҳои гуногун - генераторҳои AVR, трансформаторҳои OLTC, конденсаторҳо/реакторҳо, SVC/STATCOM, танзимгарони тақсимот ва инверторҳои энергияи барқароршаванда - истифода мешаванд. Бо ҳамоҳангсозии хуб, системаи барқӣ метавонад самараноктар, устувортар кор кунад ва бо динамикаи сарборӣ ва мушкилоти ҳамгироии энергияи барқароршаванда рӯ ба рӯ шавад.
Агар шумо хоҳед, ман метавонам диаграммаи ҷараёни идоракунии Volt/VAR, мисоли оддии ҳисобкунии коҳиши шиддат ё версияи пурраи академии сохтори мақоларо бо иқтибосҳо ва феҳристи адабиёт илова кунам.
