طراحی رهیافتی یکپارچه جهت ارتقای پایداری ولتاژ در ریزشبکه ها با محوریت سیستم های انتقال جریان متناوب انعطاف پذیر

افزایش روزافزون نفوذ منابع انرژی تجدیدپذیر پراکنده، بارهای الکترونیکی مدرن و حرکت به سمت ریزشبکه های مستقل یا متصل به شبکه، ماهیت عملکرد و چالش های سیستم های قدرت را دگرگون ساخته است. یکی از حیاتی ترین چالش های پیشرو در این سیستم های توزیع شده نوین، مسئله پایداری ولتاژ است. پایداری ولتاژ به توانایی شبکه در حفظ سطوح ولتاژ قابل قبول برای کلیه شین ها در شرایط عادی و پس از وقوع اغتشاش تعریف می گردد. در ریزشبکه ها، به دلیل ظرفیت اینرسی پایین، نوسان پذیری ذاتی منابعی مانند باد و خورشید، و تغییرات سریع بار، ریسک ناپایداری ولتاژ، اعم از فروپاشی تدریجی یا نوسانات ناپایدار، به مراتب بیشتر از شبکه های سنتی است. این ناپایداری می تواند به خاموشی های موضعی، آسیب به تجهیزات حساس و در نهایت کاهش قابلیت اطمینان و کیفیت برق منجر شود. بنابراین، یافتن راهکارهایی موثر برای تقویت پایداری ولتاژ در ریزشبکه ها نه تنها یک ضرورت فنی، بلکه یک پیش نیاز اساسی برای توسعه پایدار این سیستم ها و افزایش سهم انرژی های پاک در سبد انرژی است. در این راستا، فناوری ادوات FACTS (سیستم های انتقال جریان الکتریکی انعطاف پذیر) به دلیل قابلیت های منحصر به فرد در کنترل سریع و پویای پارامترهای شبکه، نظیر ولتاژ، امپدانس و زاویه فاز، به عنوان یکی از امیدبخش ترین راهبردهای فنی مطرح شده اند. با این حال، مسئله اصلی این است که بهره برداری از این ادوات در محیط پیچیده و پویای ریزشبکه ها، به ویژه در حضور منابع تولید پراکنده با خروجی متغیر و انواع بارها، به سادگی امکان پذیر نیست. چالش های کلیدی شامل انتخاب بهینه نوع، مکان و ظرفیت ادوات FACTS (مانند STATCOM، DVR، UPQC)، طراحی استراتژی کنترلی هماهنگ و مقاوم برای آنها، و نیز یکپارچه سازی کارای این ادوات با سایر عناصر کنترلی ریزشبکه (مانند کنترل کننده های منابع تولید پراکنده، سیستم های ذخیره ساز انرژی و مدیریت بار) می باشد. اغلب پژوهش های موجود به بررسی کاربرد یک نوع خاص از این ادوات در حل یک مشکل ایزوله پرداخته اند و فقدان یک رویکرد جامع و سیستماتیک که تمامی جنبه های طراحی، کنترل و هماهنگی را با در نظر گرفتن ماهیت چندعاملی و عدم قطعیت های ذاتی ریزشبکه ها پوشش دهد، به وضوح احساس می شود. این پژوهش در پی آن است تا با ارائه یک چارچوب یکپارچه، این خلا را پر نماید.

کلیدواژه ها:

پایداری ولتاژ ، ریزشبکه ، ادوات FACTS ، کنترل بهینه ، یکپارچه سازی.