Abstract
Electrical networks across the globe are gearing towards environmentally friendly operation with many renewable sources being introduced. Among them, the popularity of electrical generation by wind has gained the most ground. Wind, as one of the meteorological conditions, also has high influence on line ratings and such manner of operating the line is known as dynamic thermal rating (DTR) system. Seeing this relationship, it is intuitively important to investigate the reliability of a electrical network incorporating DTR and wind farm. Hence, the objective of this paper is to propose a methodology that can perform this task. In the methodology, sequential Monte Carlo (SMC) simulation was performed due to time dependencies of line ratings and wind power. As a result, modeling of these time-series data was performed using the auto-regressive and moving-average (ARMA) model. Moreover, correlations between line rating and wind power were also considered to provide a practical approach to the modeling. Results have shown that DTR system is able to increase network reliability and allows for higher wind energy penetration
چکیده
شبکه‌های برق در سرتاسر دنیا به سمت بهره‌برداری از منابع دوستدار محیط‌زیست با منابع تجدید پذیر متعدد در حال حرکت هستند. در میان آن‌ها، تولید برق از انرژی باد عمومیت بیشتری یافته است. باد به عنوان یکی از شرایط هواشناسی، اثر قابل‌توجهی روی ظرفیت خطوط داشته و عملکرد خط انتقال تحت این شرایط با عنوان مدل دینامیکی ظرفیت حرارتی (DTR) شناخته می‌شود. برای بررسی این رابطه، بررسی قابلیت اطمینان یک شبکه برق یکپارچه با DTR و مزرعه بادی، از اهمیت بالایی برخوردار است. از این رو، هدف از این مقاله، ارائه روشی است که بتواند این هدف را برآورده سازد. در این روش، شبیه‌سازی ترتیبی مونت‌کارلو (SMC) به خاطر وابستگی ظرفیت خط و توان بادی به زمان، اجرا شده است. در نتیجه، مدل‌سازی این داده‌های سری زمانی با استفاده از مدل‌های خودهمبسته و مدل میانگین متحرک (ARMA) اجرا شده است. علاوه بر این، همبستگی‌های بین ظرفیت خط و توان بادی نیز برای ارائه یک روش عملی برای مدل‌سازی، در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می‌دهد که سیستم DTR قادر به افزایش قابلیت اطمینان شبکه بوده و باعث می‌شود که نفوذ بالاتری از انرژی بادی را در شبکه شاهد باشیم.
1-مقدمه
سیستم دینامیکی ظرفیت حرارتی (DTR) بخشی از جدیدترین فناوری‌های شبکه هوشمند است که به هادی‌های الکتریکی این امکان را می‌دهد که تحت ظرفیت‌های بیشتر بر اساس شرایط آب و هوایی منطقه خود، عمل کنند. این امر با افزایش ظرفیت حرارتی هادی صورت می‌گیرد در حالی که به حداکثر دماهای کار طراحی شده نیز بستگی دارد. در عمل، روش DTR برای یک هادی هوایی بدون روکش قابل‌استفاده می‌باشد که تحت استاندارد IEEE 738 در [3] فرمول‌بندی شده و به شدت در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این استاندارد، ظرفیت‌های خط انتقال در حالت دائمی به صورت تابعی از سرعت باد (Vω)، زاویه باد (ϕ)، دمای هوای (Ta)، زاویه تابش خورشید (θ)، مقاومت هادی (R)، و دمای کار هادی (Tc)، فرمول‌بندی می‌گردد که به صورت (1) قابل‌مشاهده است.