دانلود مقاله بررسی امکان کاهش تلفات انتقال با نصب ترانسفورماتور جابجا کننده فاز

هدف بهره برداران از سیستم قدرت این است که در حالت دائم توان درخواستی مصرف کننده را تحت ولتاژ ثابت و فرکانس معین تأمین نمایند.

از دیدگاه مسائل کنترلی، بر روی مصرف کننده نمی توان محدودیتهای زیادی اعمال نمود.

در نتیجهع کنترل اصلی در شبکه برق روی تولید و انتقال است.

طراحان در طراحیهای اولیه مربوط به سیستم تولید و انتقال،‌قابلیت تولید و انتقال درخواستی را مدنظر قرار می دهند.

ولی با گذشت زمان تغییراتی از قبیل رشد مصرف، اتصال شبکه ها به یکدیگر و تأسیس نیروگاهها و خطوط انتقال جدید این توازن را برهم زده و محدودیتهایی را در بهره برداری از شبکه قدرت به وجود می آورد.

در شبکه های غربالی اتصال شبکه ها در کنار مزایای زیادی که دارد، دارای مشکلات عدیده ای نیز هست.

از جمله این مشکلات عبور توان در مسیرهای ناخواسته در سیستم انتقال است.

این مسئله می تواند موجب افزایش بار غیرمجاز و عدم بهره برداری بهینه از سیستم قدرت شود.

لذا بایستی بطریقی توان عبوری از یک مسیر را کنترل نمود.

در نواحی با خطوط طولانی، مسئله فوق مشکل ساز نیست، بلکه مشکل عمده مسئله حد پایداری گذرا و افت ولتاژ غیرمجاز است.

به این معنی که برای حفظ پایداری شبکه و تثبیت سطح ولتاژ مجاز، توان عبوری در سیستم انتقال باید محدود شود.

درنتیجه این مشکل باعث می گردد که ظرفیت بارپذیری (Load ability) خطوط، همراه با افزایش طول خطوط، شدیداً ‌کاهش یابد.

جهت رفع نواقص فوق الذکر و افزایش بهره وری از سیستم های انتقال قدرت، راه حلهای موجود عبارتند از:
- اعمال تغییرات توپولوژیک مانند احداث خطوط جدید، تغییر قطر و تعداد هادیها در فاز و یا نصب خازن سری
- کاربرد خطوط انتقال (rect Current High Voltage Di-)HVDC
- کاربرد تجهیزات (mission System Flexible AC Trans-)FACTS
این راه حلها را باید از لحاظ:
- کنترل سیلان قدرت در حالت دائم،
- کنترل سیلان قدرت در بین دو حالت کاری متفاوت ، مثلاً‌کنترل اضافه با محتمل تجهیزات به علت خروج یکی از تجهیزات
- کنترل سیلان قدرت در حین شرایط دینامیک، گذار بررسی و مقایسه نمود[1].

موردی را که این مقاله دنبال می کند،‌مورد اول یعنی کنترل پخش بار در حالت دائم است و هدفی که از کنترل سیلان قدرت دارد این است که وضعیت موجود سیلان قدرت را در خطوط انتقال،‌ به گونه ای تغییر دهد که تلفات شبکه کاهش یابد.

باتوجه به این موضوع ، آلترناتیوهای مطرح عبارتند از کاربرد خطوط انتقال HVDC یا کاربرد تجهیزات EACTS خطوط HVDC معمولاً‌ در فواصل انتقال بیش از km500 اقتصادی هستند.

شبکه هدف در این مقاله، شبکه برق منطقه ای تهران و خطوط رابط آن با نواحی مجاور است.

بنابراین باتوجه به فواصل مطرح در این شبکه، تنها مورد قابل قبول در جهت اهداف این مقاله،‌ استفاده از تجهیزات FACTS است.

2- مقایسه ادوات FACTS
در میان تجهیزات FACTS تجهیزاتی که به صورت موازی در مدار قرار می گیرند و جریانی را به یک PV باس که به آن وصل هستند ، تزریق می کنند تأثیری بر روی قدرت حقیقی انتقالی از خط نخواهند داشت.

در صورت اتصال این عناصر در وسط یا طرف گیرنده خط، ولتاژ باس مربوطه و در نتیجه قدرت انتقالی از خط تا حدودی قابل کنترل است.

از جمله این عناصر می توان به SNC ها (Compensators Static Var) و (Var Generator SVG Static) Statcom اشاره نمود [2].

در میان ادوات FACTS تجهیزاتی هستند که می توانند قدرت انتقالی خط را توسط یک ولتاژ تزریقی (سری با خط) ، کنترل نمایند.

این ولتاژ در ترانسفورماتور جابجا کننده فاز (Phase Shifting Transformer)PST توسط یک ترانس می تواند به خط تزریق (یا boost) شود [3] و یا ولتاژ سری با خط می تواند به گونه ای باشد که با جریان خط متناسب باشد که در این صورت آن را از نوع کنترل امپدانسی می نامند.

در کنترل امپدانسی با توجه به اختلاف پتانسیل دو سر خط جریانی از خط عبور می کنند که اگر خازن متغیر سری در خط داشته باشیم، افت ولتاژ روی خازن به صورت عمودی با ولتاژ موجود جمع شده و باعث تغییر در قدرت انتقالی عبوری می گردد.

این عمل توسط تجهیزاتی مانند (riec Compansation Controlled Se-) CSC که توسط تایرستورها ظرفیت را تغییر می دهند [4] یا توسط GTO-CSC (که مجهز به یک مبدل منبع ولتاژ با کلیدهای (Off Gate Turn)GTO است و توسط ترانسی ولتاژی را به داخل خط تزریق می کند [5] میسر است.

در رابطه با یک شبکه غربالی می توان گفت که در این نوع شبکه جهت و مقدار سیلان قدرت با تغییرات میزان تولید و مصرف تغییر می کند.

اختلاف فاز بین دو باس در دو انتهای یک خط می تواند تغییر علامت دهد، صفر شود و یا بسیار کوچک گردد.

بنابراین در این حالت از کنترل امپدانسی نمی توان سود جست و منبع ولتاژ سری کنترل شده مناسب تر است چرا که عملکرد آن مستقل از زوایای فاز بین باس هاست.

در GTO-CSC ولتاژ تزریقی مستقل از جریان خط است ولی این طرح هنوز در مرحله تحقیقاتی است.

کنترلرهای تواناتر دیگری نیز در مرحله تحقیقاتی و آزمایش هستند که انتظار می رود بتوان در آینده نزدیک از آنها استفاده نمود.

(Inter-Phase Power Controller)IPC [6] وController)UPFC (Unified Power Flow [7] از این جمله اند.

هسته اصلی این کنترلرها، ترانسفورماتور جابجا کننده فلز، PST است.

با ترکیب PST با قطعات دیگری می توان UPFC,IPC را ایجاد نمود.

بنابراین با توجه به مطالب مذکور می توان نتیجه گرفت که جهت کنترل سیلان قدرت بهتر است از تجهیزاتی مانند PST که دارای مدلی به فرم منبع ولتاژ سری کنترل شده اند و کاربرد آنها هم اکونون نیز میسر است، استفاده نمود [1].

3- تواناییهای PST PST یکی از قدیمی ترین ادوات FACTS است [8].

این وسیله ترانسفوماتوری است که نسبت تبدیل آن مختلط می باشد.

بنابراین فازور ولتاژ، در گذر ار اولیه به ثانویه در ضمن تغییر دامنه، تغییر فاز نیز می یابد.

از PST جهت کنترل سیلان قدرت در حالت مانا [9] و از PST های مجهز به کلیدهای نیمه هادی، جهت کنترل شرایط دینامیک [10] و گذرا [11] می توان استفاده نمود.

در این جا با توجه هب هدف مقاله فقط به موارد کاربرد حالت دائم آن اشاره خواهد شد.

1-3- کنترل سیلان قدرت در یک خط انتقال در شبکه های همجوار مواردی پیش می آید که کنترل توان اکتیو عبوری از خط رابط دو سیستم قدرت همسایه موردنظر است.

شبکه های همجوار می توانند دو کشور همسایه، مثل شبکه های ایران و ترکیه، و یا دو ناحیه در یک کشور، مثل شبکه های سراسری و خراسان، باشند.

به علت محدودیتهایی و یا براساس قراردادهای تبادل انرژی مابین این کشورها، بهره برداران سیستم مایل هستند عبور توان مشخصی را از این خطوط داشته باشند.

از اوائل دهه 30 میلادی [8] مشخص بوده است که در این موارد کاربرد PST می تواند میزان توان حقیقی عبوری را در حد موردنظر برقرار سازد.

2-3- جلوگیری از چرخش قدرت در شبکه های به هم پیوسته در مواردی، چرخش توان حقیقی درداخل حلقه هایی به صورت ناخواسته پیش می آید که با استفاده از ترانسفورماتور جابجا کننده فاز می توان این توان گردشی را به حداقل رساند.

به عبارت دیگر توسط PST توزیع سیلان قدرت به وجود آمده تغییر داده می شود و از چرخش بیهوده توان جلوگیری به عمل می آید.

3-3- انتخاب مسیرهای انتقال با قابلیت اطمینان بالا ممکن است انتقال توان از مراکز تولید به مراکز مصرف از چند مسیر میسر باشد، اما در شرایط عادی، بیشتر توان از مسیری که به دلیل بدی آب و هوا در فصولی از سال دچار حادثه و قطعی می شود عبور نماید و بهره بردار علاقه مند باشد که با کاهش بار اینگونه خطوط، از مسیرهایی که کم خطرتر هستند، استفاده نماید.

زیرا در غیر اینصورت مجبور خواهد بود یا با کاهش تولید، مشکل را حل کند و یا درمناطق پرحادثه، مسیر جانشین و پشتیبان برای خطوط موجود، پیش بینی نماید.

در این حالت نیز کاربرد PST می تواند توان حقیقی را به سمت خطوط مناسب هدایت کند [9].

4-3- افزایش ظرفیت انتقال بدون احداث خط جدید در مسیرهایی به دلایل مختلفی نظیر نبود حریم کافی، مشکلات زیست محیطی یا موارد دیگر، امکان احداث خط جدید وجود ندارد.

درنتیجه باید از حداکثر ظرفیت موجود استفاده نمود.

در این صورت علاوه بر راه حل هایی نظیر جبران سازی سری، کاربرد PST می تواند مورد توجه قرار گیرد.

برای مثال در خط kV500 Mead-Phoenix بعد از انجام 70 درصد کمپانزیشن خازن سری،‌ توان عبوری از خط برابر MW800 بوده است که بعد از نصب دو PST kV500 (هریک به قدرت MVA650) قدرت عبوری از خط به MW1300 افزایش پیدا کرده است[12].

5-3- جلوگیری از اضافه بار یک خط از دو خط موازی ممکن است که یک مرکز تولید از طریق چند خط ارتباطی با ظرفیتهای مختلف به نقاطی از کشور سراسری متصل باشد و تراز تولید و مصرف در مناطق مجاور به گونه ای باشد که میزان توان عبوری از خطوط با ظرفیت پایینتر متصل به نیروگاه، به حد حرارتی آنها نزدیک شود ولی در مقابل از ظرفیت خطوط دیگر به شکل مطلوب استفاده نگردد.

در این گونه موارد، به خصوص در حالتهای اضطراری نیز قطع خط مشکل پیچیده تر می شود [3].

تاکنون احداث خط جدید به موازات مدارهای قبلی، تغییر در وضعیت هادی خط موجود (استفاده از هادی ضخیم تر)، افزایش تعداد هادیها در فاز یا کاهش اندوکتانس خط با استفاده از خازن سری، به عنوان یک راه حل برای مشکل فوق مطرح بوده است.

ولی هم اکنون کاربرد صحیح PST می تواند ضمن کا هش بار خطوط مسئله دار، توان را به سمت خطوط کم بار هدایت نماید.

6-3- توسعه PST به UPFC,IPC همانگونه که قبلاً نیز بحث آن رفت، با افزودن یک مجموعه از تجهیزات پسیو و همچنین استفاده از کلیدهای نیمه هادی می توان PST ها را به IPC یا UPFC تبدیل کرد.

توانایی بالای این وسائل در جهت کنترل پارامترهای انتقال، یعنی ولتاژ باس ها، راکتانس خطوط و زاویه ولتاژ باس ها، باعث شده است که مطالعات زیادی در این زمینه شروع شود که همگی در مرحله کاربرد آزمایشی یا تحقیقاتی هستند [1].

از دید بهره برداران سیستم قدرت، استفاده از UPFC و IPC منوط به در اختیار داشتن و تسلط آنها در استفاده از PST به تنهائی است.

7-3- بهینه سازی تلفات انتقال در خطوط موازی این ایده در مواردی انجام شده و نهایتاً منجر به صرفه جوئی های چشمگیر اقتصادی شده است.

از جمله می توان به مورد مطرح در [13] اشاره نمود.

در [13] موردی بررسی شده است که در آن توان از دو خط انتقال به طول km100، ولی یکی در سطح ولتاژ kV380 و دیگری در سطح ولتاژ KV220 انتقال داده می شود.

با نصب یک PST نشان داده شده است که با تغییر زاویه مربوط به ولتاژ تزریقی به خط، می توان با کنترل سیلان قدرت در خط تلفات انتقال را از MW19 در حالت بدون PST به مقدار MW10 در حالت تزریق ولتاژ عمودی، کاهش داد.

در این مورد با فرض قیمت USS/kWh 05/0 برای برق مصرفی، صرفه جوئی سالیانه مربوطه برای انتقال MW600 حدود 4 میلیون دلار در سال بوده است.

باتوجه به اهمیت اقتصادی این کاربرد، در این مقاله به بررسی امکان پیاده سازی این مورد در کل شبکه پرداخته خواهد شد و همچنین نشان داده خواهد شد که توسط کاربرد PST می توان نه تنها تلفات انتقال بلکه تلفات کل شبکه را نیز کاهش داد.

4- مفروضات و مشخصات عمومی در این بخش مشخصات کلی و مفروضات مربوط به مطالعات انجام شده ، اراده خواهد شد.

جهت انجام بررسی ها، به عنوان یک ابزار توانا از نرم افزار PSS/E شرکت (Power Technology Inc.)PTI [14] استفاده می شود.

به کمک این برنامه شبیه ساز، شبکه مورد مطالعه را می توان دقیقاً شبیه سازی کرد.

محدوده شرکت برق منطقه ای تهران و خطوط ارتباطی آن با شرکتهای مجارو جهئت انجام بررسیها مدنظر می باشد و وضعیت این شبکه در سال 1383 شبیه سازی می شود.

با توجه به اینکه هدف نهائی پروژه کاربرد PST در شبکه انتقال است، بنابراین توجه خود را به شبکه 230 و 400 کیلو ولت معطوف می کنیم.

مقدار تولید و مصرف و همچنین خطوط جدید 230و400 کیلوولت بر مبنای وضعیت برنامه ریزی شده برای سال 1383 در وضعیت off-peak در نظر گرفته می شود.

جهت داشتن منابع اطلاعاتی مطمئن و به روز، از داده های معاونت برنامه ریزی توانیر و از بانک اطلاعاتی برنامه PSS/E استفاده می شود.

در هنگام انجام مطالعات، تمامی اتصالات و جزئیات شبکه سراسری در سال 83 در نظر گرفته شده است.

همچنین اتصال شبکه سراسری به شبکه خراسان و به شبکه سیستان و بوچستان نیز مدنظر بوده است و از هیچ تقریبی در این رابطه استفاده نشده است.

جدول 1: اطلاعات سیستم انتقال بین ناحیه تهران و نواحی مجاور آن در سال 83 طبیعتاً جهت مقایسه نتایج ناشی از کاربرد PST در خطوط رابط، به عنوان یک مورد مبنا احتیاج است که ابتدا وضعیت شبکه در سال 83 بدون نصب PST بررسی شود.

جدول 1 خلاصه ای از وضعیت سال 83 را از دیدگاه سیستم انتقال ارائه می کند.

باتوجه به جدول، دیده می شود که تلفات شبکه ایران و تلافت شبکه تهران در سال 1383 نسبت به وضعیت موجود کاهش خواد یافت.

(در وضعیت موجود تلفات شبکه سراسری MW84/423 و تلفات ناحیه تهران MW45/65 در شرایط مشابه off-peak است) ولی در هر دو حالت تلفاتت شرکت برق منطقه ای حدود 15درصد تلفات کل شبکه است.

بنابراین مطالعه آن از اهمیت به سزایی برخوردار است.

توجه شود که اتصال ناحیه تهران به ناحیه جدید، یعنی ناحیه برق منطقه ای گیلان، از طریق خط انتقال kV400 رحائی بخاری- نیروگاه گیلان برقرار است.

در این مورد تلفات انتقال کسری از دهم بوده است که در جدول از درج آن خودداری شده و مقدا صفر به جای آن نوشته شده است.

برای PST از مدل موجود در نرم افزار PSS/E استفاده شده است.

بدین ترتیب از دیدگاه مسئله مدل سازی [3]، مدل استفاده شده از درجه اطمینان بالایی برخوردار است.

قابل ذکر است که توانایی این برنامه و همچنین مدل های موجود در آن در حدی است که مکرراً از آن جهت آنالیز شبکه سراسری، در معاونت برنامه ریزی توانیر استفاده می شود و می توان به نتایج عددی آن اطمینان کامل داشت.

مشخصات PST مدل شده باتوجه به اطلاعات بدست آمده از سازندگان انتخاب شده است [16].

این مشخصات به شرح زیر است: برای PST در سطح kV230/kV230، قدرت MW400 و توانایی متغیر زاویه ولتاژ تزریقی فرض شده است.

در این حالت قرار است که PST سیلان قدرت خط را در محدوده MW کنترل کند.

برای PST در سطسح kV400/kV400 و kV230/kV400 ،‌ قدرت MVA600 و توانایی تغییر زاویه ولتاژ تزریقی فرض شده است.

در این وضعیت قرار است که PST سیلان قدرت خط را در محدوده MW کنترل کند.

برای هرچه دقیقتر کردن نتایج، تغییرات امپدانس PST به علت تغییر زاویه ولتاژ تزریقی در نظر گرفته شده است.

این تغییرات مطابق جدول شماره 2 شبیه سازی شده است.

در این جدول به ازای انحراف زاویه ولتاژ تزریقی از مقدار صفر، مشخص شده است که چه ضریبی باید در مقدار نامی امپدانس ضرب شود تا امپدانس جدید با در نظر گیری مسئله جابجایی فاز به دست آید [14] [15].

این ضرایب، تقریب بسیار دست بالایی می باشند.

بدین ترتیب موضوع کاربرد PST در بدترین شرایط یعنی با درنظرگیری تلفات بالا برای PST، شبیه سازی شده است تا بتوان به نتایج بدست آمده با درجه اطمینان بالایی اعتماد کرد.

جدول 2: اثر تغییرات زاویه ولتاژ تزریقی بر روی امپدانس PST 5- اثر نصب PST بر روی خطوط رابط در سال 1383 تعداد خطوط رابط (Tie Lines) 230 یا 400 کیلوولت شبکه برق منطقه ای تهران با نواحی مجاور، یعنی برقهای منطقه ای باختر، اصفهان، زنجان، مازندران، سمنان و گیلان از 15 خط موجود به 18 خط افزایش می یابد.

جدول 1 خلاصه ای از نتیجه پخش بار این سال در صورت عدم نصب PST بود.

جهت بررسی اثر نصب PST بر روی خطوط رابط، این ترانسفورماتور بین دو سطح ولتاژ یکسان (230 یا 400 کیلوولت) و بر روی تمامی خطوط رابطه شبیه سازی شده است.

در بررسی های انجام شده بهترین حالت مربوط حالتی است که PST در خط 230 کیلوولت فیروزکوه- قائم شهر نصب شده باشد.

جدول 3 نتایج مربوط به این حالت را نشان می دهد.

در این جدول و در این بررسی هر باس دارای یک کد به صورت ترکیب یک نام لاتین و یک یا دو عدد است.

این کد مشابه با کدهای مطرح در برنامه PSS?E انتخاب شده است.

به عنوان مثال، برای فیروزکوه کد FIROZ2 و برای قائم شهر کد GHAEM2 انتخاب شده است.

اگر نام مخفف شده لاتین هر باس به عدد 4 ختم شود، این بدان معناست که باس مذکور یک باس 400 کیلوولت و اگر نام مخفف شده به عدد 2 ختم شود، یعنی باس مذکور یک باس 230 کیلوولت است.

به هر بررسی انجام شده، یک شماره تخصیص یافته است.

همانگونه که در جدول مشخص است، این شماره در جدول در ستون اول درج شده است.

سپس نام باسی که در آن PST نصب شده است در ستون دوم قرار گرفته است.

در ستون سوم و چهارم توان خاصی که PST باید آن را کنترل کند (داده کاربر به برنامه پخش بار) آمده است.

توان خاصی که PST باید آن را کنترل کند (با تغییرات MW) در گامهای 100 مگاواتی تغییر داده شده و در هر حالت برنامه پخش بار مشخص کرده است که زاویه ولتاژ تزریقی، چه مقدار باید باشد.

علامت مثبت برای توانها به مفهوم خروج توان از باس مربوطه و علامت منفی به مفهوم ورود توان به آن است.

باتوجه به محدودیتهای فرض شده در رابطه با تغییرات زاویه ولتاژ تزریقی، مثلاً‌در مورد 1و8 این جدول دیده می شود که به سقف تغییرات زاویه ای رسیده ایم و به این دلیل امکان افزایش بیشتر توان نبوده است.

در مورد 4و5 برعکس می توان دید که به حد تغییرات توان رسیده ایم و امکان تغییر بیشتر زاویه میسر نبوده است.

در ستونهای دیگر به ترتیب تلفات توان کل شبکه سراسری، تلفات توان کل ناحیه برق منطقه ای تهران توان بین ناحیه تهران و نایحه مجاور(در این حالت مازندران) برای هر مورد آمده است.

ستون آخر این جدول مشخص کننده مورد برتر است.

منظور از مورد برتر، موردی است که تلفات انتقال در آن حالت نسبت به مقادیر تلفات انقال مندرج در جدول 1 کمتر باشد.

در صورت وجود چنین حالتی در محل مربوطه علامت ستاره (*) به چشم خواهد خورد.

همانگونه که در این جدول مشخص است، موارد 2و7 بسیار مهم هستند.

مثلاً‌ در مورد 7 دیده می شود که با ثابت کردن توان عبوری از خط به مقدار MW5/101 (از سمت باس قائم شهر به سمت باس فیروزکوه) مقدار تلافت انتقال MW0/1 ، تلفات ناحیه تهران MW7/8 و تلفات کل شبکه MW8/2 کاهش می یابد.

نتیجه پخش بار برای مورد هفتم در شکل 1 داده شده است.

جدول 3: اثر نصب PST در خط رابط 230 کیلوولت فیروزکوه- قائم شهر 6- اثر نصب PST در داخل شبکه برق منطقه ای تهران در این بخش تأثیر نصب PST در خطوط 230 یا 400 و همچنین پست های 230/400 کیلوولت شبکه برق منطقه ای تهران مطالعه خواهد شد.

همانگونه که مشخص است، در این حالت امکان دارد که PST در بین دو سطح ولتاژ نیز قرار گیرد.

در این صورت در واقع PST با ترانسفورماتور معئمولی تعویض شده است.

1-6- اثر نصب PST بر روی خطوط 230و400 کیلوولت بر طبق برنامه ریزیهای انجام شده، تغییراتی در شبکه داخلی برق منطقه ای تهران صورت خواهد گرفت.

این تغییرات اکثراً به صورت ورود- خروج خطوط هستند.

مثلاً خط زیاران- کن به خط زیاران- پارک جنگلی- کن تبدیل خواهد شد.

از ارائه نتیجه شبیه سازیهای انجام شده برای تمامی خطوط kV230 و kV400 که بیش از هزاران مورد پخش بار است[16]، صرفنظر می شود.

با بررسی عمومی نتایج می توان گفت که اثر نصب PST در خطوط kV230 مناسب تر از اثر نصب PST در خطوط kV400 است.

در اینجا به ارائه یک حالت مهم بسنده می کنیم.

این حالت مربوط به نصب PST در خط kV230 شرق- فیروزکوه است.

جدول 4 نتیجه شبیه سازی این حالت است.

مورد چهارم این جدول نشان دهنده این موضوع است که با تثبیت توان عبوری از PST به میزان MW100 از سمت باس فیروزکوه به سمت باس شرق، تلفات شبکه برق منطقه ای تهران حدود MW0/6 و تلفات شبکه به میزان MW65/2 کاهش می یابد.

2-6- اثر تعویض ترانسفورماتورهای 230/400 با PST جهت بررسی این تعویض ترانس های معمولی با PST ، از همان مفروضات قبلی استفاده شده به علاوه اینکه فرض شده است که در صورتی که دو ترانسفورماتور موازی با دو PST موازی kV400/230 تعویض شود، جهت جلوگیری از عبور جریان چرخشی بین PST ها ، تغییرات مربوط به ولتاژ تزریقی، یکسان اختیار شود.

در این صورت قرار است که سیلان قدرت هر ترانس در محدوده MW و مجموعه ترانس های موازی در محدوده MW ، کنترل شود.

جدول 4: اثر نصب PST روی خط داخلی 230 کیلوولت شرق- فیروزکوه جدول 5: مناسبترین حالات جهت تعویض ترانسفورماتورها با PST مانند بخشهای قبل در اینجا نیز جهت رعایت اختصار فقط به ارائه بهترین نتایج در جدول 5 اکتفا می کنیم.

همانگونه که از این جدول شمخص است حالتهای مناسب عبارتند از: - تعویض دو ترانسفورماتور موازی موجود بین باس kV400 کن (KAN1 4) و باس kV230 کن (KAN1 2) با دو PST موازی kV400/230 (شکل 2 نتیجه پخش بار همین مورد است.

توجه شود که در این شکل کل شبکه نمایش داده نشده است ولی در محاسبات وجود آن ملحوظ شده است).

- تعویض هر دو ترانسفورماتور موجود در پست تهران پارس (بین باس های TEHPS2,TEHP14) با دو PST ، - تعویض ترانسفورماتور موجود بین باس ری شمالی kV400 (REY N4) و ری شمالی kV230 (N2 REY) با یک PST - تعویض ترانسفورماتورهای موازی موجود بین باس kV400 فیروز بهرام (FIBAH4) و باس kV230 فیروزبهرام (FIBAH2) با دو PST - تعویض ترانسفورماتورهای بین باس های kV230 (PARKJ2) و kV400 پارک جنگلی (PARKJ4).

در هر تعویض فقط موردی که بهترین نتیجه را از دیدگاه کاهش تلفات داشته است ارائه شده است.

در مجموع می توان گفت که تعویض ترانسفورماتور با PST در تعداد موارد بیشتری نسبت به نصب PST در خطوط، منجر به کاهش تلفات می گردد ولی میزان کاهش تلفات در صورت نصب PST در خطوط بیشتر است.

7- نتیجه گیری باتوجه به نتایج حاصله می توان نکات زیر را نتیجه گرفت: تلفات ناحیه تهران حدود 15 درصد کل تلفات است.

بنابراین بررسی مسئله کاهش تلفات انتقال در ناحیه برق منطقه ای تهران با اهمیت است.

با بررسی های انجام شده نشان داده شده است که با کاربرد PST ، امکان کاهش تلفات در دالانهای انتقال انرژی میسر است.

با نصب PST در خطوط رابط می توان تلفات انتقال را کاهش داد.

در صورتی که شرکتهای برق منطقه ای حالت شرکتهای خصوصی را داشته باشند، منافع مالی آنها در جهت تمایل به کاهش این تلفات خواهد بود.

ولی در غیر این صورت باید دید که آیا عملیات انجام شده، در جهت کاهش تلفات انتقال منجر به کاهش تلفات شبکه سراسری می گردد یا خیر؟

شرایط تولید و مصرف در میزان کاهش تلفات مؤثر است.

امکان دارد این موضوع بلافاصله به ذهن خطور کند که بنابراین کاربرد PST کاملاً منتفی است.

ولی همانگونه که موارد متعدد کاربرد PST در شبکه های گوناگون دنیا نشان داده اند.

توانایی اصلی PST در کنترل سیلان توان در شرایط عادی یا اضطراری است.

بنابراین در کنار این خصیصه اصلی ما به دنبال کاهش تلفات انتقال می باشیم.

به عبارت دیگر در هر حالتی که تلفات کاهش می یابد در کنار امتیاز مربوط به کنترل سیلان توان، امتیاز کاهش تلفات نیز به PST افزوده می گردد.

به عنوان یک مثال اتصال شبکه ایران به ترکیه را در نظر بگیرید.

در این حالت باید اتصال ac حدود MW700 توان را منتقل نماید.

در صورت نصب PST در این خط می توان سیلان توان را از لحاظ جهت و مقدار کنترل نمود.

حال در این شرایط اگر بتوان تلفات انتقال را نیز کاهش داد بنابراین با یک تیر دو نشانه را هدف قرار داده ایم.

با مقایسه حالات مناسب بدست آمده مشخص می گردد که احتمال کاهش تلفات با تعویض ترانسفورماتورهای 230/400 کیلوولت با PST بیشتر از احتمال کاهش تلفات با نصب PST در خطوط است.

ولی میزان کاهش در حالت نصب PST در خطوط بیشتر است.

با مقایسه نتایج مشخص می گردد که نصب PST در سطح ولتاژ 230/230 کیلوولت حالات مناسب بیشتری را نسبت به نصب PST در سطح ولتاژ 400/400 کیلوولت بوجود می آورد.

باتوجه به نتایج بدست آمده مشخص می گردد که زاویه ولتاژ تزریقی توسط PST محدوده کوچکی را بین درجه دارد.

اهمیت این موضوع برای بررسیهای اقتصادی(مراحل آتی کار) است.

چون قیمت PST وابسته به محدوده توانایی آن در میزان تغییر زاویه ولتاژ تزریقی است.

حداکثر کاهش تلفات در حالت نصب PST در خط رابط 230 کیلولوت قائم شهر فیروزکوه و در حالت نصب PST در خط 230 کیلولت شرق تهران فیروزکوه بوده است.

بنابراین باتوجه به اهداف انتخابی می توان گفت که این منطقه در اولویت اول قرار دارد و در بررسی های اقتصادی باید به آن اهمیت زیادی داد.

باتوجه به مطالب ارائه شده، انجام بررسی های مشابه در نواحی دیگر شبکه سراسری پیشنهاد می گردد.

چه بسا که با انجام این بررسی ها به وجود نقاط حساس دیگری در شبکه واقف شویم و بتوانیم در ضمن کنترل سیلان قدرت، تلفات شبکه ایران را بیشتر کاهش دهیم.

تلفات انتقال (MW)از ناحیه تهران MVARاز ناحیه تهران MVARاز ناحیه تهران MWاز ناحیه تهران MWتعداد خطوط رابطتعداد خطوط رابطنام ناحیه مجاورتلفات انتقال (MW)دریافتیارسالیدریافتیارسالیkV230kV400نام ناحیه مجاور4/14/1510/07/520/25622باختر4/33/1316/70/05/31721اصفهان5/08/880/342/03/16841زنجان0/290/09/1890/1174002مازندران6/609/675/4860/011سمنان0/09/610/06/200/001گیلانتلفات ناحیه تهران MW49/41تلفات ناحیه تهران MW49/41تلفات ناحیه تهران MW49/41تلفات ناحیه تهران MW49/41تلفات شبکه سراسری MW32/288تلفات شبکه سراسری MW32/288تلفات شبکه سراسری MW32/288تلفات شبکه سراسری MW32/288 زاویه44/1228/1331/166/1ضریب مورد برترتلفات انتقال (MW)تلفات تهران (MW)تلفات کل(MW)زاویه PST (0)توان PST (MW)محل نصب PSTشماره مورد6/327/345/2950/30-7/68FIROZ21*0/287/345/2859/7-7/100-FIROZ221/300/442/2904/55/198-FIROZ234/370/630/3056/203/298-FIROZ240/369/439/3011/18-1/299GHAEM259/295/365/2895/4-0/199GHAEM26*0/288/325/2851/85/101GHAEM276/329/335/2950/308/67-GHAEM28 مورد برترتلفات تهران (MW)تلفات کل(MW)زاویه PST (0)توان PST (MW)محل نصب PSTشماره مورد67/3435/2950/30-3/80SHARG2167/3435/2950/30-3/80SHARG2267/3435/2950/30-3/80SHARG23*46/3567/2853/6-4/100-SHARG2443/4677/2916/78/196-SHARG2522/7034/3110/251/296-SHARG26 کاهش تلفات تهران (MW)کاهش تلفات سراسری(MW)زاویه PST (0)توان PST (MW)محل نصب PSTشماره حالت7/07/00/02/592KAN1 4-KAN1 212/03/00/02/391TEHP14-TEHPS221/035/01/1-0/300REY- N4-REY N232/05/01/1-0/400FIBAH4-FIBAH241/01/03/10/200PARKJ4-PARKJ25