چکیده
خطوط انتقال نیرو یکی از اجزای اساسی سیستم قدرت می باشند که وظیفه انتقال توان تولید شده توسط واحدهای تولید به مراکز مصرف را بر عهده دارند. خطوط انتقال نيرو نيز مانند همه تجهیزات ديگر سيستم قدرت در معرض انواع خطاها قرار دارند. شايع ترين نوع خطا روي خطوط انتقال نيرو اتصال كوتاه¬هايي هستند كه به دلايل مختلف بوجود مي آيند. هنگامي كه خطايي در سيستم قدرت رخ مي دهد، وظیفه سیستم حفاظتی ایزوله کردن قسمتی از سیستم که خطا در آن رخ داده از بقیه سیستم در حداقل زمان ممکن می¬باشد. از سوی دیگر به منظور تداوم سرویس دهی و افزایش قابلیت اطمینان سیستم ضروری است که محل خطا بر روی خطوط انتقال هر چه سریعتر تعیین شده و اقدامات لازم جهت رفع عیب و باز گرداندن مجدد آن خط به سیستم انجام پذیرد. يكي از مواردي كه دقت روش¬هاي تخمين محل خطا را كاهش مي دهد، تغيير پارامترهاي خطوط انتقال نيرو با توجه به شرايط آب و هوايي و بهره¬برداري مي باشد. اكثر روش¬هاي ارايه شده براي تخمين محل خطاي خطوط انتقال نيرو وابسته به فازورهاي ولتاژ و جريان سنكروني مي¬باشند كه عمدتاً توسط واحدهای اندازه¬گیری فازرو(PMU هاي) نصب شده در دو طرف خطوط مورد مطالعه اندازه¬گيري مي¬شوند. اگرچه ممكن است ايده نصب PMU ها در دو طرف خطوط انتقال در آينده دورتر به تحقق بپيوندد، اما در شبكه¬هاي امروزي سيستم قدرت كه تعداد PMU هاي نصب شده در شبكه محدود مي باشد، اين ايده محقق نمي¬شود. براي رفع اين مشكل، در اين پايان نامه روشي آنلاين براي تخمين محل خطا در خطوط انتقال نيرو ارايه مي شود كه از تركيب داده¬هاي سنكرون و غيرسنكرون براي فرآيند تخمين محل خطا استفاده مي كند. همچنين، روش ارايه شده در اين پايان¬نامه نيازي به مشخص بودن پارامترهاي خطوط انتقال نيرو ندارد و در كنار تخمين محل خطا پارامترهاي خطوط مورد مطالعه را نيز محاسبه مي نمايد. مدل¬سازي¬هاي مربوط به خطوط مورد مطالعه با استفاده از مدل توزيع شده خطوط انتقال انجام مي¬شود و براي انجام فرآيند تخمين نيز از روش حداقل مربعات غيرخطي (NLS) استفاده مي¬شود. در نهايت، شبيه¬سازي¬هاي انجام شده با استفاده از نرم¬افزار MATLAB دقت و صحت عملكرد روش¬هاي ارايه شده در اين پايان¬نامه را نشان مي دهند.
کلمات کلیدی: تخمين محل خطا، پارامترهای خطوط انتقال نيرو، واحد اندازه¬گیری فازور، داده های غیرسنکرون، مدل توزیع شده خطوط انتقال نیرو، روش حداقال مربعات غیرخطی
فهرست مطالب
چکیده1
فصل اول: مقدمه
1-1 انگيزه تحقيق و اهميت مسئله 2
1-2 اهداف و فرضیات پایان¬نامه 5
1-3 ساختار پايان¬نامه 6
فصل دوم: پیشینه تحقیق
2-1 مقدمه 7
2-2 واحد اندازه¬گيري فازور (PMU) 9
2-2-1 مقدمه 9
2-2-2 تاریخچه 9
2-2-3 واحدهای اندازه¬گيري فازور 11
2-2-3-1 مفهوم اندازه¬گيري فازور 13
2-2-3-2 تعريف و اندازه¬گيري فازور همگام 13
2-2-3-3 اندازه¬گيري دامنه و فاز 15
2-2-4 سيستم¬هاي موقعيت¬يابي جهاني (GPS) 16
2-2-5 ساختار سامانه اندازه¬گيري سراسري (WAMS) 18
2-2-5-1 كاربردهاي محلي WAMS 19
2-2-5-2 كاربردهاي سيستمي WAMS 19
2-2-6 چشم¬انداز PMU ... 20
2-3 مرور منابع 20
فصل سوم: تخمین محل خطا در خطوط انتقال با استفاده از ترکیب داده¬های سنکرون و غیرسنکرون
3-1 مقدمه 25
3-2 روش ارایه شده برای تخمین محل خطا 29
3-2-1 بررسی مدل قبل از وقوع خطا در خط انتقال مورد مطالعه 30
3-2-2 خطاي متقارن سه فاز (LLL) در خط انتقال مورد مطالعه 34
3-2-3 خطاي تك فاز به زمين (LG) در خط انتقال مورد مطالعه 42
3-2-4 خطاي دو فاز (LL) در خط انتقال مورد مطالعه 46
3-2-5 خطاي دو فاز به زمین (LLG) در خط انتقال مورد مطالعه 46
3-3 روش حداقل مربعات غیرخطی (NLS) 47
3-4 جمع¬بندی 48
فصل چهارم: شبيه¬سازي و مطالعات عددی
4-1 مقدمه 49
4-2 بررسی خطای LLL 50
4-3 بررسی خطای LG 53
4-4 بررسی خطای LL 54
4-5 بررسی خطای LLG 56
4-6 جمع¬بندي 57
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادها
5-1 نتيجه¬گيري 58
5-2 پيشنهادهاي ادامه كار 59
منابع 60
فهرست شکل‌ها
عنوان صفحه
شکل (2-1) نمايي از يك شبكه برق قدرت 8
شکل (2-2) مكان نصب PMU ها در شبكه برق كشور ايسلند 10
شکل (2-3) دستگاه PMU مدل SEL-487E 11
شکل (2-4) ساعت و منبع تغذيه مورد استفاده در SEL-487E 12
شکل (2-5) نمايش فازوري سيگنال سينوسي، (a) سيگنال سينوسي، (b) نمايش فازوري 14
شکل (2-6) جبران¬سازي تاخير فاز ايجاد شده توسط فيلتر ضد تشابه 15
شکل (2-7) پنجره¬های نشان دهنده برنامه پردازش سیگنال صفحه گسترده که محاسبه سری¬های زمانی دامنه و زاویه فاز فازور ولتاژ را نشان می¬دهند 16
شکل (2-8) بلوك دياگرام بخش¬هاي مختلف PMU 17
شکل (2-9) كاربردهاي PMU در سيستم¬هاي قدرت 17
شکل (3-1) اتصال كوتاه سه فاز نوع 1 26
شکل (3-2) اتصال كوتاه سه فاز نوع 2 26
شکل (3-3) اتصال كوتاه دو فاز نوع 1 27
شکل (3-4) اتصال كوتاه دو فاز نوع 2 27
شکل (3-5) اتصال كوتاه تک فاز به زمین 28
شکل (3-6) خط انتقال نیروی مورد مطالعه 29
شکل (3-7) مدار معادل مدل π قبل از وقوع خطا براي خط انتقال مورد مطالعه 31
شکل (3-8) مدار معادل مدل π توالي مثبت خط انتقال مورد مطالعه در هنگام وقوع خطا 35
شکل (4-1) روند تخمين پارامترهاي مجهول مسئله خطاي LLL با مقاومت 1 اهم و محط وقوع خطاي 15 كيلومتر 52
شکل (4-2) روند تخمين پارامترهاي مجهول مسئله خطاي LG با مقاومت 5 اهم و محط وقوع خطاي 10 كيلومتر 54
شکل (4-3) روند تخمين پارامترهاي مجهول مسئله خطاي LL با مقاومت 10 اهم و محط وقوع خطاي 105 كيلومتر 56
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول (4-1) پارامترهاي واحد طول توالي¬هاي صفر و مثبت خط مورد مطالعه 50
جدول (4-2) اطلاعات قبل از وقوع خطاي جمع¬آوري شده از دستگاه¬هاي اندازه¬گيري نصب شده در دو طرف خط مورد مطالعه 51
جدول (4-3) اطلاعات حين وقوع خطاي جمع¬آوري شده از دستگاه¬هاي اندازه¬گيري نصب شده در دو طرف خط مورد مطالعه براي خطاي LLL با مقاومت خطاي 1 اهم و طول خطاي 15 كيلومتر 51
جدول (4-4) نتايج تخمين پارامترهاي مجهول مسئله خطاي LLL با مقاومت 1 اهم و محل وقوع خطاي 15 كيلومتر 52
جدول (4-5) اطلاعات حين وقوع خطاي جمع¬آوري شده از دستگاه¬هاي اندازه¬گيري نصب شده در دو طرف خط مورد مطالعه براي خطاي LG با مقاومت خطاي 5 اهم و طول خطاي 10 كيلومتر 53
جدول (4-6) نتايج تخمين پارامترهاي مجهول مسئله خطاي LG با مقاومت 5 اهم و محل وقوع خطاي 10 كيلومتر 53
جدول (4-7) اطلاعات حين وقوع خطاي جمع¬آوري شده از دستگاه¬هاي اندازه¬گيري نصب شده در دو طرف خط مورد مطالعه براي خطاي LL با مقاومت خطاي 10 اهم و طول خطاي 105 كيلومتر 55
جدول (4-8) نتايج تخمين پارامترهاي مجهول مسئله خطاي LL با مقاومت 10 اهم و محل وقوع خطاي 105 كيلومتر 55
جدول (4-9) اطلاعات حين وقوع خطاي جمع¬آوري شده از دستگاه¬هاي اندازه¬گيري نصب شده در دو طرف خط مورد مطالعه براي خطاي LLG با مقاومت خطاي 1 اهم و طول خطاي 162 كيلومتر 57
جدول (4-10) نتايج تخمين پارامترهاي مجهول مسئله خطاي LLG با مقاومت 1 اهم و محل وقوع خطاي 162 كيلومتر 57
برچسب ها:
تخمين محل خطا پارامترهای خطوط انتقال نيرو واحد اندازه گیری فازور داده های غیرسنکرون مدل توزیع شده خطوط انتقال نیرو روش حداقال مربعات غیرخطی