سه تابع اصلی امنیت در سیستم قدرت

امروزه شرایط بهره برداري از سیستم قدرت از اهمیت زیادي برخوردار می باشد.یکی ازعوامل بسیار مهم در بهره برداري از سیستم قدرت امنیت سیستم می باشد.در سیستمهاي قدرت امنیت به دو دسته ي استاتیک و دینامیک تقسیم بندي می شود. امنیتاستاتیک معرف توانایی سیستم در شرایط بعد از وقوع عیب براي کارکرد در محدوده يمجاز می باشد.

در امنیت استاتیکی فرض می شود سیستم داراي امنیت دینامیکیاست.در این تحلیل نتیج بدست آمده تابع اطلا عات دریافتی صحیح از برنامه پخش بار یاسیستم مدیریت انرژي می باشد. مدل ها ي دینامیکی ژنراتور.خط و بار دراین تحلیل نادیده در نظر گرفته شده و از حالت هاي گذراي شبکه و ادوات مورد نظر در حین وقوععیب صرفه نظر می شود.

در بعضی موارد به منظور افزایش سرعت تحلیل امنیتشرایط حرارتی خطوط و ترانسفورماتورها نیز در نظر گرفته نمی شوند. به طور کلیسیستمی داراي امنیت استاتیکی می باشد که بعد از وقوع خطا شرایط جدید سیستمقدرت معادلات پخش بار را ارضاء نماید.

گفتیم که یکی از عوامل مهم دربهره برداري از یک سیستم تمایل به حفظ امنیتسیستم است.امنیت شامل مراحلی است که در زمان وقفه اجزایی از سیستم باید بهمنظور حفظ بهره برداري از سیستم اعمال گردد . به عنوان مثال ممکن است مجبورشویم واحدي را به علت وقفه تجهیزات جانبی آن را ازمدار خارج کنیم .

به حفظمقدار متناسبی ذخیره ي چرخان واحدهاي باقی مانده می توانند کمبود را جبران نمایندبدون اینکه فرکانس افت ولتاژ قابل توجهی داشته باشد و یا اینکه مجبورشویم باري راقطع کنیم.

همچنین ممکن است خط انتقالی به علت حادثه اي اسیب ببیند هم چنینممکن است خط انتقالی به علت طوفان آسیب ببیند و توسط رله ها ي اتوماتیک ازمدار خارج شود.اگردرهنگام درمدارقراردادن واحدها و توزیع بار توجه کافی به مقدارتوان انتقالی ازخطوط شود سایرخطوط انتقال می توانند اضافه بار حاصل را تحملکنند.ودرمحدوده ي کاري مجاز قراربگیرند.

ازآنجائیکه پیش بینی وقفه اجزاء غیرممکن است. سیستم در تمام مواقع بایدبه گونهاي بهره برداري شود که درصورت وقوع حادثه در وضعیت خطرناکی قرارنگیرد.

ازآنجائیکه تجهیزات مربوط به سیستم قدرت به گونه اي طراحی شده اند کهدرمحدوده ي مشخصی کارکنند اکثر آنها رابا وسایل اتوماتیک حفاظت میکنیم بهطوري که درصورت انحراف از آن حدود بطوراتوماتیک از سیستم خارج شوند.

اگرحادثه ايدرسیستم اتفاق افتد که با وجود انحراف ازحدود مجاز به کارخودادامه دهد آن حادثهممکن است یک سري ازحوادث دیگررابه دنبال داشته باشد وتجهیزات دیگري را ازمدارخارج نماید اگراین کارادامه پیدا کند تمام سیستم یا قسمت بزرگی ازسیستم ممکناست فرو بریزد.اي موضوع معمولا به خاموشی کامل موسوم است.

اگرحادثه اي منجربه خاموشی شود ممکن است ازقطع یک خط به علت خرابی عایقیشروع شود که به دنبال سایرخطوط انتقال اضافه باري را تحمل خواهند کرد.اگریکی ازاین خطوط بیش ازحد بار گذاري شود امکان دارد توسط حفاظت اتوماتیک باز شود کهدرنتیجه بار بازهم بیشتري را به سایرخطوط شبکه تحمیل می کند.این نوع وقفهمعمولا به وقفه هاي زنجیره اي موسوم است .

اغلب سیستم هاي قدرت به گونه اي بهرهبرداري می شوند که درهروقفه ي تنها باعث بارگذاري بیش ازحد اجزاء نشود.(بهخصوص براي جلوگیري ازوقفه هاي زنجیره اي.)
دراغلب سیستم هاي قدرت تجهیزاتی نصب شده اند که پرسنل بهره بردار را قادرمیسازد که سیستم را به صورت قابل اعتمادي موردبهره برداري و نظارت قراردهند.دراینجا درمورد روش ها و تجهیزات مورد استفاده ي این سیستم ها بحث خواهدشد که آنها را تحت عنوان امنیت بیان می کنند.

امنیت در یک سیستم قدرت به سه تابع اصلی که درمرکز کنترل شبکه انجام می شودمی توان تقسیم نمود:
1- نظارت برسیستم
2- بررسی پیش آمدها
3- بررسی اعمال اصلاحی

نظارت برسیستم اطلاعات جدید و مناسبی را از شرایط سیستم قدرت در اختیاراپراتورها قرار می دهد.این قسمت مهمترین تابع از سه تابع فوق است از زمانی کهشرکت هاي برق جهت تامین مجموعه اي از بارها مجبورند ازیک واحد استفادهکنند.

بهره برداري موثراز یک سیستم نیازمند به اندازه گیري کمیت هاي موثر وارسال آنبه یک مرکزاصلی شد.این گونه سیستم ها ي اندازه گیري وارسال که به سیستم هايدور سنجی موسوم است تا آنجا پیشرفته است که می توان مقادیرولتاژها.جریان ها.

توان هاي انتقالی از خطوط و وضعیت کلید ها و قطع کننده ها را درهر پست یک شبکهداشت. به علاوه می توان اطلاعات دورسنجی شده ازکمیت هاي مهم دیگر ازقبیلفرکانس.خروجی واحدها و موقعیت سراتصالات ترانسفورمرها (تپ) رانیز دراختیارگرفت.

با چنین اطلاعات زیادي هیچ اپراتوري نمی تواند دریک محدوده ي زمانیخاص تمام آن را بررسی نماید.به همین علت است که درمراکز کنترل.کامپیوترها يدیجیتال را به کار می گیرند تا اطلاعات دورسنجی شده را جمع آوري وپردازش نمودهوآنها را در پایگاه اطلاعاتی ضبط نماید که بااستفاده ازآن اپراتورها می توانند اطلاعاتمورد نیاز خود را بر پایانه هاي بزرگ نمایش رویت نمایند.

به علاوه کامپیوتر می توانداطلاعات ورودي دریافتی را در مقابل اطلاعات ازقبل ذخیره شده مقایسه نموده ودروضعیت اضافه باري یا ولتاژ خارج از محدوده مجاز.اپراتور را آگاه سازد.تخمین حالت اغلب درچنین سیستم هایی به منظور ترکیب اطلاعات دورسنجی شدهسیستم. با مدل هاي سیستم و جهت ایجاد بهترین تخمین (ازدیدگاه آماري) از شرایطیا حالت فعلی سیستم قدرت به کار می رود.

چنین سیستم هایی معمولا با سیستم ها ي کنترل نظارتی ترکیب می شوند که بهاپراتورها این اجازه را می دهند تا وضعیت قطع کننده ها.سوئیچ ها واتصالات سرترانسفورمرها (تپ) را ازدور کنترل نما یند. این سیستم ها به سیستم هاي کنترلنظارتی و کسب اطلاعات موسوم اند این سیستم ها تعداد کمی از از اپراتورها را قادرمی سازد تا برتولید و سیستم انتقال فشارقوي نظارت داشته باشد وعمل مناسب راجهت تصحیح بارها و ولتاژ هاي خارج از محدوده اختیارنماید.

دومین تابع اصلی در بررسی امنیت بررسی پیش آمدها است.نتایج چنین بررسی هاییاین امکان را فراهم می کند تا سیستم ها به صورت دفاعی مورد بهر ه برداري واقعشوند.بسیاري ازمسائلی که در یک سیستم قدرت اتفاق می افتد می تواند مسائل بسیارجدي را درمحدوده ي زمانی بسیار کوتاهی ایجاد نماید.

به گو نه اي که اپراتور نتواندعملی را با سرعت کافی انجام دهد.این موضوع بخصوص در مورد وقفه هاي زنجیره ايصحت دارد.به خاطره این وضعیت بهره برداري سیستم .کامپیوتر هاي مدرن مرکزکنترل مجهز به برنامه هاي بررسی پیش آمد ها می باشند.

که وقایع احتمالی سیستم راقبل از وقوع مدل می نماید. این برنامه ها بر اساس مدلی ازسیستم قدرت است و بهمنظور مطالعه پیش آمدها و اخطاردادن به اپراتورها درمورد هر اضافه بار یا ولتاژ خارجاز حد مجاز ممکن . به کار میرود.به عنوان مثال ساده ترین شکل از بررسی پیش آمدهامی تواند ازبرنامه استاندارد پخش بار همراه باروش هایی جهت تنظیم اطلاعات پخشبار براي هر وقفه اي که قرار است توسط برنامه پخش استفاده شود.

این کار به اپراتورهاي سیستم این اجازه را می دهد که سیستم را در یک حالت بهرهبرداري قابل دفاع نگه دارد.به گونه اي که هیچ وقفه انفرادي اضافه بار یا ولتاژ خارج ازمحدوده ي مجاز نگردد.این بررسی محدودیت هاي بهره برداري را که می توان دربرنامه هاي توزیع اقتصادي بار و درمدارقرار گرفتن نیروگاه ها ازآن ها استفاده کرد دراختیارقرار می دهد.

انواع گوناگونی ازاین نوع بررسی پیش آمدها را شامل روش هايسریع حل انتخاب اتوماتیک پیش آمد وارزش دهی آغازي برنامه هاي پخش بار مربوطبه پیش آمدها بااستفاده ازاطلاعات حقیقی سیستم وبرنامه هاي تخمین حالت سیستماست.
سومین تابع اصلی در امنیت بررسی اعمال اصلاحی به پرسنل بهره بردار این اجازه رامی دهد تا درصورت بروز اضافه بار و یا زمانی که قسمت بررسی پیش آمدها مسئلهحادي را در صورت بروز وقفه خاصی پیش بینی می کند.وضعیت بهره برداري ازسیستمرا تغییر دهند.

یک نمونه ساده ازاین اعمال اصلاحی جابجائی توان ازیک واحد به واحددیگر است .چنین جابجایی هایی را می تواند توان انتقالی ازخطوط و در نتیجه بار رويخطوط بااضافه بارراتغییردهد.درمجمو سه تابع ذکر شده ابزار بسیارپیچیده اي رادرراستاي کمک به بهره برداري مطمئن ازیک سیستم قدرت دراختیار می دهند.