שיטה חדשה לניתוח הפרעות תדר לצורך ניהול התנהגות דינמית של רשת הייצור נזאר עאמר אחמד זידאן

1. שיטה חדשה לניתוח הפרעות תדר לצורך ניהול התנהגות דינמית של רשת הייצור נזאר עאמר אחמד זידאן מנחה :דר' רולנד קוליסקי

2. הגדרת התקן לבדיקת התגובה הדינמית של יחידת הייצור לצורך ניתוח הפרעות תדר ברשת אופייני התקן לתגובה דינמית עקב שינוי תדר בצורת מדרגה: בתור תקן לתגובה דינמית של יחידת הייצור נקבע תקן DVG (Deutsche Verbundgesellschaft ) שפועל בגרמניה . לפי התקן שינוי תדר מיידי ב – df [Hz] צריך לגרום שינוי עומס dMW של יחידת הייצור לפי הנוסחה הבאה:

3. אופייני תקן DVG : הציור מיצג את התקן בצורה גרפית: שינוי תדר מיידי ב – df [Hz] גורם תיקון עומס מכני ב - 50%[MW] תוך 5 שניות ו – 100%[MW] תוך 30 שניות.

4. הגדרת התקן לתגובה דינמית עקב שינוי תדר כפונקציה כלשהי ניתן להגדיר את התקן גם כתגובה דינמית של חוליה מסדר ראשון עם פונקציה התמסורת הבאה: נניח שבהפרעת ברשת תדר משתנה כפונקציה כלשהי - f(t). לפי התקן DVG שינוי תדר f(t) צריך לגרום לשינוי עומס dMW של יחידת הייצור לפי הנוסחה:

5. הגדרת התקן לתגובה דינמית עקב שינוי תדר כפונקציה כלשהי הגדרת - DVG Requirement עבור ניתוח הפרעות ברשת חשמל

6. הגדרת DM (Dynamic Merit) לבדיקת התאמה של תגובה דינמית לתקן DVG עקב שינוי תדר לצורך בדיקת ההתאמה של תגובה דינמית של יחידה כלשהי לתקן יש להשוות את העקומה המייצגת את התגובה של היחידה עם עקומת התקן ולחשב את הערך : - DMDynamic Merit E1 - השטח תחת עקומת התקן DVG E2 - השטח תחת עקומת העומס מכני של היחידה הייצור ב- 30 שניות הראשונות כאשר 100% > DM מגדיר חוסר האנרגיה שלא מיוצרת ע"י היחידה וכאשר 100% < DM את תוספתהאנרגיהבהשוואה לתקן DVG .

7. הגדרת DM (Dynamic Merit) לבדיקת התאמה של תגובה דינמית לתקן DVG עקב שינוי תדר E1 - הוא השטח תחת עקומת התקן DVG E2 - הוא השטח תחת עקומת התגובה הדינמית של היחידה ב- 30 שניות הראשונות.

8. עקרונות של ניתוח הפרעות תדר ברשת לצורך ניהול המערכת ניתוח הפרעות תדר מתבצע בשימוש בנתוני ההפרעה בלבד. על ידי השיטה מתבצע ניתוח לצורך ניהול הפרעות ברמות של יחידת הייצור – תחנת הכח – רשת חשמל : רמת יחידות הייצור: ברמה זאת מחושב DM לכל יחידת הייצור ללא ביצוע ניסויים מיוחדים אלא על בסיס נתוני ההפרעה בלבד. ה- DM נותן הערכת מצב של מערכת ויסות עומס-תדר לכל יחידת הייצור. רמת תחנת כח: ברמה זו מחושב DM לכל תחנת הכח בהתחשבות בכל היחידות הייצור שלה שמשתתפות בתיקון תדר ברשת. רמת רשת החשמל: ברמה זאת מחושב DM כתוצאת פעולה של כל יחידות הייצור בכל תחנות הכוח בתיקון תדר ברשת.

9. המערכת הכללית :

10. מודל לבדיקת תגובה דינמית לצורך ניתוח הפרעות תדר ברשת

11. מודל לבדיקת תגובה דינמית לצורך ניתוח הפרעות תדר ברשת

12. מודל לבדיקת תגובה דינמית לצורך ניתוח הפרעות תדר ברשת • נתוני ההפרעה הנרשמים: תדר ברשת חשמל ועומס אקטיבי של יחידת הייצור, • [Time, Frequency], [Time, MW]. עומס אקטיבי (Active Power) כולל שני מרכיבים : עומס מכני (Mechanical Power) עומס קינטי(Kinetic Power). העומס המכני מחושב ע"י המודל כהפרש בין עומס אקטיבי ועומס כינתי • Standard Power : דרישה לשינוי עומס מכני כתוצאה לשינוי תדר ברשת. חישוב דרישה זאת מתבצע על בסיס תקן DVG . האות - Standard Power מחושב ע"י מודל סימולציה של תקן DVG וחוליות נוספות של רוויה ולוגיקה עם ערכים של -MW0, HL, LL,FR0

13. מודל לבדיקת תגובה דינמית לצורך ניתוח הפרעות תדר ברשת • – Speed Droop [MW/Hz] מגדיר לכל יחידות הייצור תיקון עומס - dMW כתוצאה • לשינוי תדר - df לפי הנוסחה: • פרמטרי התייצבות של תדר – Fr0 [Hz] ועומס - MW0 [MW] בהפרעה ברשת חשמל. • הגבלותתפעוליות לעומס של יחידת הייצור :,HL (High Limit) ו - LL (Low Limit). • הפרמטר J [MW*sec3] שמתואר את אינרצית רוטור טורבינה וגנרטור • פרמטר של Dead zone

14. הבדיקות והסימולציות שבוצעו • הבדיקות בוצעו עבור שתי יחידות הייצור רוטנברג1 (RUT1) ורוטנברג 2 (RUT2) • נדונו שתי הפרעות תדר: • הפרעת ירידת תדר • הפרעת עליית תדר • תחילה מצאנו את ה- DM הראשוני ובשלב יותר מאוחר בדקנו את השפעת הוספת • פילטרים שוניםוכמו כן נבדקה השפעת הפרמטרים השונים על חישוב ה- DM.

15. נתוני ההפרעה בתדר (ירידת תדר)

16. נתוני העומס האקטיבי

17. חישוב ה- DM :

18. השפעת הוספת פילטרים שונים על נתוני ההפרעה בתדר, העומס האקטיבי של יחידות הייצור רוטנברג 1 ו- 2 • השתמשנו בפילטרים מסוג Butterworth מטיפוס Low Pass ובדקנו את השפעת שינוי תדר החצייה Wco על סטיית התקן (Standard Deviation = SD) וכן על ה- • (Index Quality = IQ) של הנתונים. • SD מתאר את הגליות של הנתונים ואת זה רצינו להקטין למינימום ע"י השימוש בפילטר. • ה- IQ מתאר את המרחק של החלק הרגולארי של האותות (הנתונים) לפני ואחרי הוספת • הפילטר ועל כן רצינו שערכו של ה- IQ לא ירד מ- 95% על מנת שהאות אחרי הוספת • הפילטר יהיה מספיק קרוב לאות שלפני הפילטר. מצאנו פילטרים אופטימלים שהביאו את ה- SD למינימום ושמרו על ערך ה- IQ מעל ל- 95% .

19. השפעת הוספת פילטרים שונים על נתוני ההפרעה בתדר, העומס האקטיבי של יחידות הייצור רוטנברג 1 ו- 2 המודל למציאת פילטרים אופטימלים

20. השפעת פילטרים שונים על נתוני העומס האקטיבי של יחידת הייצור רוטנברג 1 (RUT 1)

21. השפעת פילטרים שונים על נתוני העומס האקטיבי של יחידת הייצור רוטנברג 1 (RUT 1) התוצאות עבור הפילטר האופטימלי שהתקבל

22. השפעה של הפרמטר Tau של העומס הקינטי על העומס המכני (Mechanical Power)

23. השפעה של ה- Speed Drop על ה- Dynamic Merit

24. השפעה של ה- Dead Zone על ה- Dynamic Merit

25. השפעה של זמן ההפרעה Observer time וכן של העומס הקינטי Kinetic Power על ה- Dynamic Merit

26. סוף מקווים שנהנתים !!!