بهبود پايداري شبكه مستقل كوچك باد- خورشيد با استفاده از سيستم ذخير هساز انرژي چر خطيار بهبود يافته

Improve stability of small independent wind - solar grid whit improved flywheel energy storage system

در برخي مناطق دورافتاده و بافاصله زياد از شبكه سراسري برق، يكي از گزينه ها براي تامين انرژي الكتريكي استفاده از شبكه هاي مستقل با توليد انرژي از منابع تجديدپذير انرژي است . اينرسي شبكه الكتريكي، انرژي جنبشي ذخيره شده در بخش چرخان ژنراتورهاي متصل به شبكه است . ژنراتورهاي توليد توان از منابع تجديدپ ذير داراي اينرسي كمي هستند درحالي كه برخي منابع تجديدپذير (مانندسلول هاي خورشيدي ) ذات ا بدون اينرسي اند. لذا اين نوع شبكه ها، شبكه با اينرسي كم نيز ناميده مي شود. شبكه با اينرسي كم در برابر خطاهاي ناگهاني آسيب پذير بوده و امكان ناپايداري آنها در اثر اختلا ل هاي فركانسي معمولي نيز وجود دارد. در صورت اغتشاش در شبك ههاي مستقل، براي حفظ پايداري شبكه و كنترل فركانس معمو لا بارزدايي يا خارج نمودن بخشي از ظرفيت توليد نياز است . جهت افزايش پايداري در شبكه با اينرسي كم، بايد در شبكه انرژي ذخيره شدهاي را كه بتوان به صور ت آني به آن دسترسي داشت ، افزايش داد . يكي از رو ش هاي بهبود پايداري در شبكه هاي با اينرسي كم، ايجاد اينرسي مجازي با استفاده از ذخيره ساز با سرعت پاسخ بالا مي باشد. با تزريق يا جذب لحظ هاي و بموقع توان توسط يك ذخيره ساز مناسب، م يتوان پايداري شبكه را بدون وقف ه در تامين بار حفظ نمود . در اين مقاله ، استفاده از سيستم ذخيره ساز انرژي چرخ طيار جهت ايجاد اينرسي مجازي در شبكه هاي مستقل با اينرسي كم پيشنهاد مي گردد. مزيت ذخيره ساز انرژي چر خطيار نسبت به ديگر ذخير هسازها، سرعت پاسخ بالاتر، طول عمر بيشتر و عدم محدوديت در تعداد عمليات شارژ و دشارژ مي باشد. جهت پياد هسازي طرح پيشنهادي از شبي هساز سيمولينك متلب استفاده شده و شبكه مورد مطالعه شبكه اي كوچك است كه براي كاهش اينرسي در آن بيشتر توان از طريق سلول هاي خورشيدي تامين م يگردد. نتايج شبيه سازي اثبات مي كندعكس العمل سريع سيستم ذخيره ساز چرخ طيار در شبكه با اينرسي كم مورد مطالعه، اينرسي را به صورت مجازي در شبكه به وجود آورده و باعث بالا رفتن حاشيه پايداري و كاهش نوسان فركانس شده است.

n some remote area and large distance power grid, one way for generating electrical energy is use of independent network with renewable energy sources. Inertia of the electric grid, is the kinetic energy that stored in rotating mass of grid connected generators. Renewable energy resources generators have low inertia, while some renewable resources (e.g. solar cells) are essentially without any inertia. Therefore, these grids, are called grid whit low inertia. Grid with low inertia is vulnerable to sudden fault and their possible instability of normal frequency disturbances. To maintain the stability of grid and controlling frequency that caused by disturbances of independent grid, usually load shedding are used. To increase the stability of grid with low inertia, the grid must stored energy that be able to access to this energy immediately. One of the ways to improve stability of networks in low inertia grid, is to create virtual inertia by using fast response storage. Through injection or absorbing the instantaneous power by appropriate storage, stability of low inertia grid can be maintained without interruption in load supply. In this paper, use of flywheel energy storage system for creating virtual inertia in low inertia independent grids is proposed. The advantages of flywheel energy storage over other storage are higher response rate, longer life-time and without any limitation on the number of charging and discharging. To implement the proposed scheme,we used MATLAB simulator and studied that grid is a small grid in which to reduce inertia more power would supplied by solar cells. Simulation results proved that the fast reaction of flywheel energy storage system in low inertia studied grid, created virtual Inertia in grid would increases the stability margin and reduced the frequency variation.