بهبود پایداری گذرای سیستم های قدرت با استفاده از منابع تجدیدپذیر و ذخیره سازی انرژی

یکی از چالش های اساسی در شبکه های قدرت مدرن، حفظ پایداری گذرا در برابر اغتشاشات شدید مانند خطاهای سه فاز کوتاه مدت یا خروج ناگهانی خطوط و مولدها است. با کاهش سهم واحدهای سنکرون و افزایش منابع مبتنی بر اینورتر، اینرسی موثر شبکه کاهش یافته و حساسیت آن به نرخ تغییر فرکانس، نوسانات بین ناحیه ای و افت حاشیه پایداری افزایش می یابد. امروزه پایداری گذرا تنها به اینرسی مکانیکی وابسته نیست، بلکه مجموعه ای از خدمات کمکی شامل پاسخ سریع فرکانسی و پشتیبانی ولتاژ را دربر می گیرد. در این راستا، اینورترهای شبکه ساز با قابلیت تنظیم مستقل ولتاژ و فرکانس و بهره گیری از مفاهیمی مانند ژنراتور سنکرون مجازی، میرایی و اینرسی مجازی، نقش مهمی در بهبود رفتار گذرای شبکه ایفا می کنند. با این حال، نحوه کنترل و محدودسازی جریان در شرایط کم ولتاژ یکی از عوامل کلیدی در موفقیت عبور از خطا و بازیابی پایداری است. از سوی دیگر، سامانه های ذخیره سازی انرژی به ویژه باتری های ذخیره ساز انرژی (BESS) به دلیل پاسخ سریع و امکان تزریق یا جذب توان اکتیو، در میرایی نوسانات بین ناحیه ای و بازیابی فرکانس و ولتاژ در فاز گذرا بسیار موثر هستند. طراحی کنترل مقاوم یا مدل پیش بین برای این سامانه ها و نیز جایابی و ظرفیت سنجی بهینه آنها در باس های کلیدی می تواند به طور چشمگیری حاشیه پایداری گذرا را افزایش دهد. همچنین، استفاده از راهکارهای ترکیبی که کنترل ناحیه گسترده مبتنی بر اندازه گیری هم زمان (PMU) را با عملکرد هماهنگ اینورترهای شبکه ساز و سامانه های ذخیره سازی انرژی ترکیب می کنند، سبب بهبود میرایی مدهای بحرانی و کاهش زمان بازیابی در سناریوهای نفوذ بالای منابع تجدیدپذیر می شود. در مطالعات اخیر، استفاده از ذخیره سازهای انرژی در سطح ریزشبکه ها نیز به عنوان روشی کارآمد برای ارتقای پایداری گذرا مورد توجه قرار گرفته است و روند پژوهش ها بر ادغام منابع تجدیدپذیر با ذخیره سازهای انرژی و توسعه سیاست های کنترلی هوشمند تمرکز دارد.

کلیدواژه ها:

پایداری گذرا ، سیستم های قدرت ، منابع تجدیدپذیر ، اینورتر شبکه ساز ، سامانه ذخیره سازی انرژی ، کنترل ناحیه گسترده