دانلود رایگان ترجمه مقاله تاثیر سیستم فتوولتائیک بر کیفیت برق در شبکه های توزیع برق – IEEE 2016

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

مقدمه
کاهش منابع سوخت فسیل علاقه دولت ها را به اهمیت نفوذ منابع تجدید پذیر همانند انرژی بادی و انرژی خورشیدی برای ارزیابی عملکرد سیستم نیرو افزایش داده است (1). یکی از جالب ترین فناوری های اخیر انرژی خورشیدی است که در سال های اخیر معروف ترین منبع انرژی تجدید پذیر بوده است. انرژی خورشیدی به طور مستقیم از خورشید با ادغام ماژول های نوری-ولتی با سیستم های توزیع استخراج می گردد.
افزایش سریع در میزان نفوذ سیستم نوری-ولتی مد نظر واقع شده است. سیستم های نیرو نوری-ولتی خورشیدی به عنوان منبع انرژی غیر سنتی کاربردی برای بسیاری از کشورهای جهان و نیز در مصر در نظر گرفته می شود (3). لذا، تولید برق در آینده مستلزم آن است که کشورهای جهان در سراسر جهان انتظار کمک ها و اثرگذاری های بیشتری از انرژی های تجدید پذیر در سیستم های نیروی الکتریکی به ویژه سیستم های ولتی-نوری داشته باشند. سیستم های ولتاژ نوری پتانسیل کاربردهای کلی به عنوان منبع انرژی ایمن و تمیز در آینده نزدیک دارند (4). هدف برخی کاربردها نفوذ 20درصدی انرژی تجدید پذیر کل انرژی مورد نیاز تا سال 2020 بوده در حالی که کاربردهای دیگر انتظار 50% را تا سال 2050 دارند(5).
ادغام سیستم ولتاژ نوری در شبکه های توزیع برق را می توان به دو گروه عمده خارج از شبکه ( فناوری های مستقل) و درون شبکه ( فناوری های متصل به شبکه) تقسیم نمود (6). سیستم های ولتاژ نوری مستقل تقاضای نیروی مورد نیاز برای بارهای راه دور را فقط تامین می کنند در حالی که فناوری های متصل به شبکه برای فراهم سازی انرژی مورد نیاز برای بارهای محلی پیاده سازی می شوند و می توانند با شبکه های صنایع تبادل نیرو کنند. ویژگی های برجسته سیستم های ولتاژ نوری توانایی آنها در ارتقا عملیات سیستم های نوری برای بهبود پروفایل ولتاژ و با کاهش اتلاف انرژی تغذیه دهنده توزیع در پایین ترین هزینه نگه داری می باشد. سیستم های ولتاژ نوری در مقایسه با فناوری های تجدید پذیر دیگر، هنوز با مشکلات عمده مواجه اند و حتی ممکن است منجر به تاثیرات نامطلوب وارد بر سیستم همانند اضافه بار تغذیه دهنده، آلودگی هامونیک، هزینه سرمایه گذاری بالا، کارایی پایین و اعتبار کم شوند (7). علاوه بر این، نوسانات در پرتو خورشیدی ممکن است باعث انحراف نیرو و نوسان ولتاژ و تاثیرات نامطلوب حاصل بر سیستم های ولتاژ نوری بسیار نفوذی در شبکه توزیع گردد. چند روند کنترل که ولتاژ تولید شده و جریان ترتیب ولتاژ نوری را کنترل نمودند، مطرح شده اند تا کارایی سیستم های ولتاژ نوری را ارتقا دهند (8).
تشخیص دقیق اختلال های نامطلوب برای صنایع الکتریکی ضرورت دارد (9). اختلال های فوری به کیفیت نیروی تولیدی مورد استفاده مربوط می شوند. دو دیدگاه درباره تعاریف کیفیت نیرو وجود دارد. از دیدگاه صنعتی، کیفیت نیرو به عنوان اعتبار و مشخصه تامین نیرو تعریف می شود که می تواند تجهیزات را مقدور سازد تا کارکرد صحیح داشته باشند. از طرفی دیگر، مصرف کنندگان کیفیت نیرو را به عنوان هر نوع مسئله انحراف فرکانس جریان، ولتاژ تعریف می کنند که منجر به اتلاف عملیات یا از کار افتادگی تجهیزات مشتری می گردد. نمونه هایی از اختلالات کیفیت نیرو افت، افزایش، هجوم، نوسان، قطع شدگی ولتاژ و هم سو کننده می باشد (12-10).
آلودگی نیروی الکتریکی به خاطر مبدل نیرو، توزیع و انتقال شبکه ها با رشد بارهای غیر خطی همانند تامین کننده نیرو حالت کلیدی و یک سو کننده کنترل فاز افزایش یافته است. کیفیت نیرو ضعیف به طور عمده به خاطر تاثیر همسو سازی و نیروی واکنشی رخ می دهد (11). مشکلات کیفین نیرو پدید آمده در سیستم نیرو و شیوه های حل این مسائل در (12) مطرح گردید. وجود بارهای غیرخطی و فانوری های تولید توزیع یافته ولتاژ و شکل موج جریان و ویژگی ها را تغییر می دهد (13).
همسوسازی در جریان ولتاژ نوری خروجی مطرح می شوند که به خاطر استفاده از مبدل های نیرو و جریان نیرو متغییر سیستم های ولتاژ نوری است. این جریان ها از طریق امپدانس سیستم توزیع شارش می شوند و منجر به اختلال در ولتاژ شبکه می شوند (14). همسو سازی طول عمر تجهیزات سیستم های نیرو را کاهش می دهد. طراحی فیلتر برای سیستم های توزیع صنعتی بسیار ضروری است (15). تاثیرات همسو سازی بر سیستم بر حسب مسائل زیر تعریف می شود (16)، (17):
• حرارت مازاد تجهیزات که منجر به خرابی یا آسیب می گردد
• اختلال در کارکرد یا عملیات سیستم تجهیزات
• محافظت از اختلال عملیاتی تجهیزات
• اختلال در فرایند
نفوذ سیستم های ولتاژ نوری به شبکه توزیع یکی از منابع عمده اختلال همسو کننده شکل موج جریان و ولتاژ می باشد. لذا، این مسئله به ویژه در سیستم های توزیع شدید تر شده (18) است. این مقاله به مطالعه مسئله کیفیت نیرو می پردازد که به نفوذ ولتاژ نوری به سیستم های توزیع مربوط بوده و مقایسه مفصل بین عملکرد سیستم فراهم می کند. همچنین این مقاله روند ایی.تی.ای.پی برای انتخاب طراحی بهینه فیلترهای تنظیم شده مجزا مطرح می کند که می توانند تاثیرات بر محتویات همسو کننده جریان و ولتاژ را کاهش دهند تا در حیطه محدودیت های پذیرفته شده قوانین مصر باشد.

بخشی از مقاله انگلیسی:

I. INTRODUCTION

Reduction of fossil fuel sources increases governments’ interest to the importance of penetration of renewable energy sources such as wind energy and solar energy to assess power system performance [1]. One of most interested recent technologies is the solar energy which has become the most popular renewable energy source in recent years. The solar energy is extracted directly from sun by integrating photovoltaic (PV) modules to the distribution systems [2]. The rapid increase in the penetration levels of PV systems has been noticed. Solar PV power systems are being considered as a practical unconventional energy resource for many world countries as well as in Egypt [3]. Therefore, future electricity generation plans countries around the world expect more contribution of renewable energies in the electric power systems especially for PV systems. PV systems have the potential of general applications as an alternative safe and clean energy source in the nearest future [4]. The target of some utilities is to penetrate around of 20% renewable energy of total required energy by 2020 while other utilities expect 50% by the year 2050 [5]. The integration of PV system to electrical distribution networks can be divided into two main categories off-grid (standalone applications) and on-grid (grid-connected applications) [6]. The stand-alone PV systems provide the needed power demand for remote loads only while grid-connected applications are implemented to provide required energy for local loads and able to exchange power with utility grids. The salient features of PV systems are their ability to enhance the operation of power systems by improving the voltage profile and by reducing the energy losses of distribution feeders at lowest maintenance costs. Compared to other renewable technologies, PV systems still face major problems and may lead to undesirable effects to the system, such as overloading of the feeders, harmonic pollution, high investment cost, low efficiency, and low reliability [7]. Moreover, variations in solar radiation may cause power deviation and voltage flicker, resulting undesirable effects on high penetrated PV systems in the distribution network. Several control procedures, that controlled the produced voltage and the current of the PV array, are developed to improve the efficiency of PV systems [8]. The accurate detection of undesired disturbances is necessary for electrical utilities [9]. Urgent disturbances are that related to the quality of utilized generated power. Two view point about power quality definitions. In the view point of utility, the power quality is defined as the reliability and characteristic of the power supply that enable the equipment to work correctly. On the other side, consumers define the power quality as any problem in voltage, current frequency deviations that lead to failure or operation loss of customer equipment. Examples of the power quality disturbances are voltage sag, swell, surge, flickers, interruption and harmonics [10]-[12]. Electric power pollution has increased due to the power converter, distribution and transmission networks with the growth of non-linear loads like switch-mode-power-supplier and phase control rectifiers. The poor power quality occurs mainly due to the influence of harmonics and reactive power [11]. The power quality problems areised in power system and the ways to solve these problems were presented in [12]. The existence of non-linear loads and distributed generation technologies change the voltage and current waveforms their characteristics [13]. Harmonics are presented in the output PV current because of the use of power converters and variable power flow of the PV system. These currents, flowing through the impedances of the distribution system result in distortion of system voltage [14]. Harmonic reduce the power systems equipment’s life. The filter design has become essential for industrial distribution systems [15]. The harmonic effects on the system are defined by the following issues [16] and [17]: • Equipment overheating that leads to equipment failure or damage • System malfunction or operation failure of equipment • Protection equipment mal and fail operation • Process disturbance The penetration of PV systems in distribution network is one of the main sources of harmonic distortion of current and voltage waveforms. Therefore, that is becoming a huge problem [18] especially for distribution systems. This paper is concerned on studying the power quality problem that associated with the PV penetration into distribution systems and provide a detailed comparative between the system performance. Also, this paper proposes an ETAP procedure for choice the optimal design of single tuned filters that able to reduce the effects of voltage and current harmonic contents to be within the accepted limits of the Egyptian code.