המחלקה להנדסת חשמל ואלקטרוניקה עבודה מסכמת פיתוח פתרון חדשני לבעיית יציבות מתחים בחיבור יצרנים פרטיים בקווי מתח גבוה במדינת ישראל.
מוגש על ידי:
8
8
** 8
8
** 8
8
* שם קורס : אנרגיה מתחדשת מס' קורס: 4394610-1
מסלול: תואר שני במגמת הנדסת חשמל ואלקטרוניקה, התמחות בזרם חזק מרצה הקורס: ד"ר 8
8
יוני 
2 016
תוכן עניינים
1                 מבוא.. 3
1 .1                    אקטואליה של נושא הפרויקט.. 3
1 .2                    לאור כל האמור – מטרת הפרויקט.. 3
1 .3                    יעדי הפרויקט.. 3
1 .4                    חדשנות.. 3
2                 סקר ספרות.. 4
2 .1                    הגדרות יציבות המתח. 4
2 .2                    רקע כללי על FACTS (Flexible AC transmission system) 5
2 .3                    מפצה סינכרוני – STATCOM (Static Compensator) 6
2 .4                    דיאגרמה פאזורית של בקר מקבילי ממשפחת ה-FACTs. 6
2 .5                    מהפך המבוסס על 48 pulse- תלת שלבי. 7
2 .6                    עקרון פעולה של STATCOM עבור חוות רוח. 8
2 .7                    שימוש ב-D-STATCOM  ברשתות החלוקה. 9
2 .7.1                      פתרון בעיות בחיבור טורבינות רוח "ברשתות חלשות". 10
2 .7.2                      שימוש ב- STATCOM לפתרון בעיית עומסי יתר במעגלי חלוקה. 12
2 .7.3                      שימוש ב- STATCOM לפתרון בעיית קצרים במעגלי חלוקה. 12
2 .7.4                      שימוש ב-STATCOM לשיפור איכות החשמל. 13
3                 חיבור יצרנים פרטיים- המצב כיום.. 17
3 .1                    הגדרת גבולות פרמטרים הטכניים השונים ומדדי איכות החשמל. 17
4                  בדיקות עבור המתקן הפרטי המבוצעות ע"י חברת חשמל. 18
5                בעיית יציבות מתחים של יצרנים פרטיים בקווים המוזנים מתחמ"ש עם צרכנות  הפלסטינאית. 22
5.1                    פתרונות קונבנציונליים שאינם נותנים מענה לבעיית מתחים.. 26
6                  הדמיה של השפעת ה- STATCOM על המתחים בקו מ"ג. 26
7                 משנה דרגות.. 30
8                 סיכום ודיון. 32
9                 ביבליוגרפיה. 33

1            מבוא
1.1          אקטואליה של נושא הפרויקט העבודה עוסקת במציאת פתרון חדשני עבור מקרים בהם נוצרת עליית מתחים חריגה בנקודות חיבור של יצרנים פרטיים (PCC) לרשת חברת חשמל. הסיבה לעליית מתחים נובעת מניתוק חד בצריכת עומס (P/Q)  משנאי בתחמ"ש של חברת חשמל (kV 161/22 או kV161/33 ), כתוצאה מנפילת קווי מתח גבוה המוזנים מאותו פס צבירה. נפילת קווים עלולה להיגרם כתוצאה מקצר בקו או עומס יתר (זרם קרוב ל-400 אמפר).
תופעה זו התגלתה לראשונה בחיבורי יצרני PV המזינים קווים באזור רצועת עזה. אופי הצרכנות (ריכוז מירב העומסים בקצה קווים) וקצת גבוה של תקלות באזור (בעיקר בגלל עומסי יתר ) מחייב חשיבה מחודשת בנושא חיבור יצרנים פרטיים והבדיקות הנדרשות לפני חיבורם, כל זאת על מנת למנוע חשיפת יצרנים פרטיים לאובדן הכנסות מאי מכירת אנרגיה, שיפור פרמטרי איכות החשמל בקו ומניעת מצבי תביעות משפטיות כנגד חברת החשמל בעתיד. במהלך הפרויקט נאסף חומר רב על חיבורי יצרנים פרטיים ובקרת מתחי הקווים ונחקרו הנושאים הבאים:
ü             סקר ספרות בנושאי בקרת מתח המשולבת עם התקני FACTS.
ü             בדיקות המבוצעות ליצרנים פרטיים במהלך סקר היתכנות.
ü             דרישות עמידה בתקני איכות החשמל ואמות מידה של רשות החשמל.
ü             מפלי מתח בקו ושינוי מתחים בנקודת החיבור של יצרן פרטי.
ü             הצגת בעיית מתחי יתר הנוצרת בקווים של הרשות וגורמת לניתוק יצרנים בקווים סמוכים.
ü             מודי עבודה וזמני תגובה של משנה דרגות.
ü             פתרונות קונבנציונליים לבעיית מתחים.
ü             רכיבים ממשפחת ה-FACTS- שימושים עיקריים.
ü             עקרון פעולה של התקן ה-STATCOM.
ü             שימוש בהתקן ה- STATCOM לתמיכה במתח חיבור תקין (ב-PCC).
ü             סימולציות של רשת מתח גבוה עם וללא STATCOM בחיבור יצרנים של טורבינות רוח.
1.2          לאור כל האמור – מטרת הפרויקט מתן פתרון טכני ליצרנים של אנרגיות מתחדשות המחוברים בקווים המזינים את עזה, בעלי אופי איכות חשמל נמוכה.

1 .3          יעדי הפרויקט א.      סקר ספרות – בדיקת יכולת התקן ה-STATCOM, והתאמתו לדרישות הטכניות ב.       הקטנת קפיצות מתח בגלל עומסי יתר בקווים, תוך פרק זמן קטן מ-3שניות.
ג.        יכולת ספיגה/ ייצור של אנרגיה ריאקטיבית למשך זמן ממושך, בהתאם לפרמטרים של מחלף דרגות.   
1 .4          חדשנות שימוש בהתקני ה- FACTs לפתרון בעיות ייחודיות של אופי הצרכנות העזתית, בזמן קצר מ-3 שניות ולפרק זמן ממושך בהתאם להגדרת מחלף דרגות בתחמ"ש.