واحد اندازه گیری فازور ( PMU )
واحد اندازه گیری فازور ( PMU )
واحد اندازه گیری فازور (PMU)
اطلاعات مقاله |
|
چکیده |
واژگان كليدي: سامانه نظارت، اسکادا، سامانه کنترل و جمع آوری داده ها، |
|
دستگاهی است که امواج الکتریکی درون یک شبکه قدرت را با استفاده از یک منبع مشترک جهت هماهنگسازی، اندازهگیری میکند. با استفاده از این فناوری نسبتاً جدید، تخمین و نمایش دقیق حالت سیستم قدرت در فواصل زمانی معین امکانپذیر بوده و به کمک آن میتوان پدیدههای دینامیکی سیستم را از یک ستاد مرکزی مشاهده نموده و عملیات کنترلی مناسب را اعمال نمود. |
|
1- مقدمه
1-1 الگو عملیاتی سیستم های قدرت
· حس
· ارتباط
· محاسبه
· تجسم
· کنترل
· آگاهی موقعیتی و پشتیبانی تصمیم گیری
در جدول 4-1 مقایسه ای بین SCSDA و PMU انجام شده است.
ویژگی |
SCADA |
PMU |
رزولوشن |
یک نمونه در هر 2تا4 ثانیه (رویتپذیری حالت ماندگار) |
10تا60 نمونه در هر ثانیه (رویتپذیری دینامیک) |
مقادیر اندازه گیری |
اندازهگیری دامنه |
اندازهگیری دامنه و فاز |
هماهنگسازی |
ندارد |
دارد |
کانالهای ورودی/خروجی |
بیش از 100 آنالوگ و دیجیتال |
حدود 10 فازور، بیش از 16 دیجیتال و بیش از 16 آنالوگ |
تمرکز |
کنترل و مانیتورینگ محلی |
مانیتورینگ و کنترل گسترده |
جدول 1‑1 مقایسه SCADA و PMU.
2-1 واحد اندازهگیری فازور
· سنکروفازور یک فازور است که زمانی است که به یک مرجع بسیار دقیق الصاق می شود.
· اساسا یک رله حالت جامد یا ثبت کننده خطای دیجیتال با ساعت GPS است.
· فازور های سنکرون شده (سنکروفازور ها) یک اندازهگیری زمان حقیقی از کمیت های الکتریکی در سیستم قدرت ارائه میدهند.
· فازورهای با برچسب زمان منتجه را می توان به دریافت کننده های محلی و راه دور با نرخ تا 60 نمونه در ثانیه ارسال کرد.
· اندازهگیری پیوسته فازورهای ولتاژ، جریان ودیگر پارامترهای مهم و ارسال پیامهای با برچسب زمان.
در شکل 1‑1 واحد اندازه گیری فازور را از لحاظ اتصالات مورد نمایش قرار داده است. در این تصویر نحوه اتصال ترانس های ولتاژ و جریان را به PMU نشان می دهد.
متمرکزکننده دادههای فازور (PDC):
واحدهای متمرکزکننده داده های فازور دسته ای از فعالیت ها را در غالب فعالیت های زیر انجام می دهند.
· دسته کردن اطلاعات پیام های PMU ها به وسیله زمان که از چندین دستگاه اندازه گیری گرفته می شود و ارسال مجموعه اطلاعات سنکرون شده به عنوان یک جریان داده مجزا.
· آرشیو کردن داده ها و چردازش اطلاعات.
· تبادل یادداشت ها و سوابق با PDC های دیگر مکان ها.
شکل 1‑1 نحوه ارتباط ترانس های ولتاژ و جریان با PMU.
شکل 1‑2. معماری سیستم متشکل از PMU ها و PDC ها.
ارتباطات:
· ارتباط چندین PMU با یک PDC (یا PDC ها با یکدیگر) برای انتقال اطلاعات بصورت زمان حقیقی.
· ارتباط VPN امن از یک مرکز ارتباطات
در شکل 1‑2 نحوه ارتباط PMU ها با واحد های PDC به خوبی نشان داده شده است.
مواردی که PMU به طور همزمان اندازه گیری می کند:
· جریانها و ولتاژهای توالی مثبت
· جریانها و ولتاژهای فاز
· فرکانس محلی
· نرخ محلی تغییرات فرکانس
· وضعیت سوئیچ و بریکرها
سیستم مانیتورینگ دینامیکی زمان حقیقی (RTDMS)
این سیستم یک نرمافزار سنکروفازور است که برای ارائه زمان حقیقی، آگاهی موقعیتی گسترده برای اپراتورها، تعدیل کننده قابلیت اطمینان، قابل استفاده برای برنامه ریزها و مهندسین اجرایی کاربرد دارد. این سیستم همچنین قابلیت مانیتور کردن و تحلیل دینامیک های سیستم قدرت را دارا می باشد. در شکل 1‑3 تصویری از نرم افزار این سیستم را نشان داده است.
سیستم RTDMS معیارهای مهم دینامیک شبکه را نیز ارائه می دهد، همچون:
شکل 1‑3 نمایشی از نرم افزار سیستم RTDMS.
· اختلاف زاویه فاز
· پایداری سیگنال کوچک (نوسانات و دمپینگ)
· ناپایداری فرکانس
· عدم تعادل بار و تولید
· حساسیت توان-زاویه
· حساسیت توان-ولتاژ
کاربرد PMU ها:
· رفتار های همه جایی با اندازه گیری ها محلی قابل درک خواهد بود.
· از داده های اندازه گیری فازور می توان به عنوان مکمل یا توسعه برای عملکرد مراکز کنترل و ارائه ویژگی های عملکردی جدید استفاده نمود.
· داده های اندازه گیری فازور با سیگنال GPS می توانند اندازه گیری فازور جریان و ولتاژ سنکرون شده در طول ناحیه وسیعی ارائه دهند.
· با اندازه گیری مستقیم فاز، توان انتقالی بین باس ها را نیز میتوان به طور مستقیم محاسبه نمود.
· نرخ نمونه برداری بالا (30 نمونه در ثانیه) قابلیت دید را توسعه داده است.
· مانیتورینگ اغتشاش- پاسخ های حالت گذرا و حالت دائم.
چالش های PMU :
· تجسم داده های PMU- تجسم و مدیریت حجم زیادی از داده بسیار دشوار است.
· ارتباط داده های PMU- نیازمند شبکه ارتباطی گران قیمتی است.
· جایابی بهینه PMU ها.
· سرمایه گذاری بالا.
· تاخیرهای ارتباطی
جمع بندی
در این فصل به معرفی واحد اندازه گیری فازور پرداخته شده و ویژگی های این سیستم بیان شده است و در ادامه واحد PDC یا همان واحد متمرکزکننده داده های فازور نیز معرفی شده است. در انتها نیز سیستم مانیتورینگ دینامیکی زمان حقیقی (RTDMS) مورد بررسی قرار گرفته شده است.