28 مرداد 1399 10:05

تلاش‌های پژوهشگران در راستای افزایش توانایی فنی و اقتصادی واحدهای تولید پراکنده و بهبود قابلیت اطمینان و کیفیت توان تولیدی توسط این منابع، منجر به پیدایش مفهوم جدیدی به نام ریزشبکه‌ها شده است. ریزشبکه‌ها راه‌حل مناسبی برای افزایش سهم انرژی‌های تجدیدپذیر در شبکه توزیع برق هستند و مدیریت کنترل ریزشبکه‌ها به منظور فراهم آوردن شرایط کاری کارآمد و پایدار، از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.
به گزارش روابط عمومی پژوهشگاه نیرو، محققان پژوهشگاه نیرو موفق به طراحی مفهومی سامانه بومی کنترل ریزشبکه‌ها شدند که پس از انجام گام‌های بعدی طراحی و اتمام این پروژه، در نهایت امکان مدیریت کنترل ریز شبکه‌ها فراهم خواهد شد.
لیلا ظفری مدیر پروژه طراحی مفهومی سامانه‌های بومی کنترل و مدیریت ریزشبکه‌ها در پژوهشگاه نیرو گفت: هدف از انجام این پروژه در پژوهشگاه نیرو این است که با توجه به شرایط کشور، زیرساخت‌ها، امکانات موجود و قوانین حاکم بر بخش‌های مختلف صنعت برق، در درجه اول، یک طرح مفهومی و بومی مناسب برای مدیریت و کنترل ریزشبکه تهیه شود.
وی ادامه داد: در دهه‌های اخیر، مفهوم ریزشبکه مورد توجه طیف وسیعی از پژوهشگران و صنعتگران واقع‌شده است. علت این امر را می‌توان در توسعه منابع انرژی تجدیدپذیر، پیشرفت فن‌آوری و سیاست دولت‌ها برای کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی و بهبود شرایط زیست‌محیطی خلاصه نمود.
مسائلی مانند افزایش آلودگی‌های زیست‌محیطی، گرمایش جهانی کره زمین و رو به اتمام بودن منابع سوخت‌های فسیلی همگی باعث شده‌اند تا استفاده از واحدهای تولید پراکنده مبتنی بر انرژی‌های تجدیدپذیر موضوع پژوهش و فعالیت پژوهشگران و صنعتگران قرار گیرد.
وی افزود: هر چند این منابع به دلیل نزدیکی به مصرف‌کننده مزایایی مانند کاهش توسعه خطوط انتقال، کاهش تلفات توان و افزایش قابلیت اطمینان شبکه قدرت را دارند؛ اما از دیگر سو، استفاده از واحدهای تولید پراکنده چالش‌های جدیدی را در بهره‌برداری، کنترل، حفاظت و امنیت شبکه قدرت به دنبال خواهند داشت.
معاون گروه پژوهشی سامانه‌های هوشمند پژوهشگاه نیرو ادامه داد: به دلیل غیرقابل پیشبینی بودن رفتار واحدهای تولید پراکنده مانند توربین‌های بادی، سلول‌های فتوولتائیک و پیل‌های سوختی، فرکانس و توان تولیدی توسط این واحدها متغیر بوده و در نتیجه، این واحدها قابلیت اتصال به شبکه به صورت مستقیم را ندارند. به همین دلیل، از مبدل‌های الکترونیک قدرت برای اتصال این واحدها به شبکه برق استفاده می‌شود. این مبدل‌ها قادر هستند که ولتاژ DC یا AC با فرکانس متغیر را به ولتاژ AC با کیفیت مطلوب تبدیل کنند. با وجود این، به منظور دستیابی به قابلیت اطمینان و کیفیت هرچه بالاتر توان تولیدی این واحدها، راه حل‌های مختلفی برای بهره‌برداری و کنترل آن‌ها پیشنهاد شده است.
تلاش‌های پژوهشگران در راستای افزایش توانایی فنی و اقتصادی واحدهای تولید پراکنده و بهبود قابلیت اطمینان و کیفیت توان تولیدی توسط این منابع، منجر به پیدایش مفهوم جدیدی به نام ریزشبکه‌ها شده است.
ظفری گفت: یک ریزشبکه، اجتماعی از واحدهای تولید پراکنده، واحدهای ذخیره انرژی پراکنده، بارهای حساس و غیرحساس و سیستم کنترلی متمرکز یا غیرمتمرکزاست که به صورت یک زیرسیستم کنترل‌پذیر از شبکه برق عمل کرده و می‌تواند در دو حالت متصل به شبکه و جزیرهای (جدا از شبکه) عمل کند. ریزشبکه‌ها جهت تولید توان در سطح ولتاژ توزیع از ژنراتورها یا منابع کوچک تولید انرژی، که عمدتاً از نوع تجدیدپذیر هستند، استفاده می‌کنند.
ظفری تصریح کرد: ریزشبکه‌ها منافع زیادی هم برای مصرف‌کننده و هم برای شرکت‌های تولید برق خواهند داشت. از دید مصرف‌کننده، ریزشبکه قابلیت فراهم ساختن همزمان برق و حرارت، افزایش قابلیت اطمینان، کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و بهبود کیفیت را دارد.
از دید شرکت‌های برق، به کار گیری ریزشبکه‌ها منجر به کاهش تقاضا و بنابراین کاهش تسهیلات توسعه خطوط انتقال و علاوه بر آن منجر به حذف نقاط اوج مصرف خواهد شد. در واقع می‌توان گفت که ریزشبکه‌ها راه‌حل مناسبی برای افزایش سهم انرژی‌های تجدیدپذیر در شبکه توزیع برق هستند. از طرف دیگر، ریزشبکه قادر است که بارهای محلی و حساس را تغذیه کند. این ویژگی به همراه قابلیت بهره‌برداری از ریزشبکه در دو مد عملیاتی جزیره‌ای و متصل به شبکه، منجر به افزایش قابلیت اطمینان شبکه برق از دید مصرف‌کننده خواهد شد به همین جهت، مدیریت کنترل ریزشبکه‌ها از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. کنترل ریزشبکه به منظور فراهم آوردن شرایط کاری کارآمد و پایدار انجام می‌شود.
ظفری گفت: یکی از چالش‌های مهم در به کار گیری ریزشبکه‌ها مسأله کنترل آنها است. در کنترل یک ریزشبکه، پارامترهای اصلی که باید کنترل شوند عبارت از ولتاژ، فرکانس و توان اکتیو و راکتیو هستند. در نتیجه، سیستم کنترلی ریزشبکه باید بتواند تحت شرایط عملیاتی مختلف به تنظیم ولتاژ و فرکانس پرداخته و در هر دو مد جزیره‌ای و متصل به شبکه به کنترل توان اکتیو و راکتیو بپردازد.
ظفری افزود: از جمله مهم‌ترین اهداف کنترل ریزشبکه می‌توان به گذار نرم (Seamless Transition ) ریزشبکه از مد متصل به شبکه به جزیرهای (و بالعکس) اشاره نمود. منظور از گذار نرم بین دو مد عملیاتی اجتناب از شرایط نامطلوب گذرا در زمان گذار بین دو مد عملیاتی است. این شرایط نامطلوب مانند اضافه جریان گذرا و یا نوسانات توان می‌توانند ایمنی تجهیزات و پایداری ریزشبکه را تهدید کنند.
وی تصریح کرد: مشارکت در بازار برق، تغذیه بدون وقفه بارهای حساس و تبادل بهینه توان با شبکه برق از دیگر اهداف سیستم کنترلی ریزشبکه به شمار میروند. برای دستیابی به این اهداف کار تحقیقاتی مربوط به طراحی مفهومی سامانه بومی کنترل ریزشبکه‌ها در دست انجام و نهایی شدن است که با اجرایی شدن این سامانه، امکان مدیریت کنترل ریزشبکه ها فراهم خواهد شد. در این صورت می‌توان سامانه‌ای برای مدیریت بخش‌هایی که منطبق بر تعریف ریزشبکه‌ها هستند، داشت که این سامانه در صنعت برق و در بخش‌هایی که با تعریف ریزشبکه هم‌خوانی دارند قابل استفاده خواهد بود.
ظفری در پایان تاکید کرد در صورت انجام موفق دو فاز بعدی طراحی، این پروژه قابلیت تجاری سازی دارد و با توجه به اینکه موضوع روز و کارآمدی محسوب می‌شود؛ اگر بتوانیم همگام با کشورهای دیگر این کار را جلو ببریم می‌تواند منافع زیادی را عاید صنعت برق کشور نماید.