המחלקה להנדסת חשמל ואלקטרוניקה עבודת מסכמת שיפור יציבות במערכת ההספק בעזרת DEVICES   FACTS   Flexible AC transmission system מוגש על ידי:
8
8
8
8
  שם קורס : תופעות דינמיות במערכות הספק מס' קורס:
4397110-1
מסלול: תואר שני במגמת הנדסת חשמל ואלקטרוניקה, התמחות בזרם חזק מרצה הקורס:ד"ר 8
יוני  2014 תוכן עניינים :

1 מבוא –
3
2 סקר ספרות -…
4

2 .1
הגדרות יציבות המערכת -.
5

2 .2
FACTS-רקע כללי –..
8

2 .3
בקרי FACTS-השפעה על היציבות –
8
3 FACTS- הסבר מפורט –…
10
3 .1
מפצה סטטי שלVAR (SVC – Static VAR Compensator) –
10
3 .2
TCSC (Thyristor Controlled Series Compensation) —
10
3 .3
STATCOM  (Static Compensator) –
11

3 .4
STATCOM) Static Compensator) —
12

3 .5
UPFC (Unified Power Flow Controller) –.
13
4 סימולציות להשוואת ה- FACTS השונים –
מנהל עסקים
4 .1
סימולציה מספר 1 -.
מנהל עסקים
4 .2
סימולציה מספר 2 השוואת ביצועי  STATCOM ,SSSC ,UPFC
16

4 .3
סימולציה מספר 3 במערכת ההספק הניסיונית של  New England
20 5
סיכום ודיון -.
21
6 ביבליוגרפיה –
23

1 .       מבוא
הפרויקט עוסק בהגדרות ושיפור יציבות מערכת ההספק תוך הצגת שיטות הייצוב השונות בעזרת FACTS DEVICES.
נושא העבודה מתחבר ישירות לתכנים של הקורס, "תופעות דינמיות במערכות הספק", שברובו עוסק ביציבות המערכת. במהלך הפרויקט נאסף חומר רב על יציבות מערכת ההספק ונחקרו הנושאים הבאים:
ü          הגדרות יציבות מערכת ההספק.
ü          מבנה התקני ה-FACTS  השונים.
ü          שיפור יציבות המערכת בעזרת התקני ה- FACTS.
ü          סימולציה עם התקנים טורים ומקביליים.
ü          סימולציית קצר תלת פאזי במערכת גנרטור-מול פ.צ. אינסופי המשלבת התקני FACTS במערכת. ü          סימולציה במערכת ההספק הניסיונית של New England- ניתוח CCT.
ü          השוואה בין ביצועי ההתקנים.

2 .    סקר ספרות בשנים האחרונות מערכת החשמל הופכת לרשת מורכבת המקשרת מאות מערכות גנרציה. על מנת לספק את כמות האנרגיה הגדלה עם הזמן, קיים צורך תמידי בהתקנת יחידות גנרציה וקווי תמסורת חדשים. בשל האילוצים הסביבתיים והכלכליים (כגון: התקנת יחידות גנרציה חדשות, תוספת קווי ההולכה העוברים בתווי של קווי הולכה קיימים וכו') עלול להתגבר הסיכון לאובדן יציבות מתחים והפסקות חשמל במערכת.[1] יציבות מערכת החשמל מוכרת כבעיה עיקרית לניתוח שרידות המערכת מאז 1920. מצבי עלטה רבים במדינות שונות גרמו לכך שנושא יציבות מערכת החשמל הינו נושא בעל חשיבות מכרעת ומאמרים רבים דנו בחשיבותו.[2] חוסר יציבות המתח של מערכות חלוקה רדיאליות מוכר היטב, נותח במשך עשרות שנים והתייחס לעתים קרובות לחוסר יציבות העומס. רשתות חשמל גדולותלא התמודדו עם התופעה עד שנות השבעים המאוחרות ותחילת שנות השמונים.[3] רוב ההתפתחות הראשונית של רשתות מתח גבוה ועליון הגדולות מתמודדות עם בעיות יציבות קלאסיות של זווית הגנרטור. חידושים בשני המישורים, טכניקות אנליטיות ושיטות ייצוב שנעשו, אפשרו למקסם את יכולות העברת ההספק של מערכות התמסורת . התוצאה הייתה הגדלת יכולת העברת אנרגיה למרחקים ארוכים במעגלי הולכה. ככל שהאנרגיה המועברת גדלה, גם אם זווית גבול היציבות לא הייתה הגורם הבעייתי, נוצר מצב של התמודדות בתמיכת מתחים בפסי צבירה. התוצאות נעו בין פעולות בסביבת מתחים ירודים ועד לקריסה מוחלטת של מתחים. בהתאם לכך, יציבות מתח הציבה את עצמה כגורם מכריע בקריטריונים של תכנון ותפעול עבור מספר התקני עזר.
בסקר ספרות זהתוצג סקירה כללית של הגדרות ועקרונות של יציבות מערכות הספק, כאשר הנושא המרכזי הינו יציבות המתח והתדר. כמו כן, תוצגנה טכניקות שונות לשיפור יציבות המתח במצב היציב, כגון בקרת עירור והתקניFACTS .
הפרעות במערכת המסכנות את יציבותה במקרים הבאים[4]:
–  כשלים ברשת – יציאה של יחידת גנרציה מסנכרון – תפעול מוטעה ברשת – שינויים קלים יחסית במצב רשת כאשר יכולות הריסון חלשות תנודות אנרגיה ברשת מתרחשות כתוצאה מהפרעות:
– בין קבלים וסלילים – בין יחידות מסתובבות (הגורם העיקרי) – דוודים בתחנות כוח, תאי בערה או אנרגיה קינטית של המים