ریزشبکه مجموعه ای یکپارچه از واحدهای تولید پراکنده، منابع ذخیره کننده انرژی و بارها است که معمولاً دارای توان کمتر از ۱۰۰ کیلووات می‌باشد. یک میکروگرید می‌تواند در دو مود مستقل از شبکه یا متصل به شبکه مورد بهره برداری قرار بگیرد.  با توجه به اینکه در یک ریزشبکه باس بی نهایت وجود ندارد و اکثر منابع تولید توان دارای واسط‌های الکترونیک قدرت هستند، از این رو نگرانی اصلی در کنترل ریزشبکه، کنترل مبدل‌های الکترونیک قدرت است.

۱-مقدمه

از لحاظ تاریخی، توان با تولید متمرکز توسط خطوط انتقال به پست‌های توزیع منتقل شده است. با گسترش منابع تولید انرژی پراکنده و تکنولوژی شبکه‌های هوشمند، بسیاری از منابع تولید توزیع شده به شبکه توزیع متصل شده‌اند. نیاز به کاهش نشت  در تولید برق، توسعه فناوری‌های اخیر در حوزه تولید میکرو و تجدید ساختار صنعت برق فاکتورهای اصلی افزایش رشد استفاده از تولید میکرو هستند. یکپارچه سازی منابع تولید توزیع شده توسط ریزشبکه میسر می‌شود. در واقع ریزشبکه ها می‌توانند یک روش هماهنگ شده برای تسهیل منابع تولید پراکنده به سیستم قدرت ارائه دهند و قابلیت اطمینان منطقه را افزایش دهند. بنابراین یک ریزشبکه یک مجموعه ای از واحدهای تولید توان در محل است که می‌تواند در دو مود مستقل یا متصل به شبکه سراسری کار کند. در حقیقت نصب واحدهای تولید پراکنده به شبکه‌های ولتاژ پایین (LV) به طور بالقوه قابلیت اطمینان مصرف کنندگان را افزایش می‌دهد و به علاوه برای بهره برداری سیستم سراسری و برنامه ریزی آن در آینده مفید است. به این مفهوم که سرمایه گذاری را برای تقویت و توسعه شبکه در آینده کاهش می‌دهد. در این بین، ریزشبکه می‌تواند به عنوان یک شبکه ولتاژ پایین تعریف شود که علاوه بر تأمین بارهای الکتریکی می‌تواند گرما و در برخی موارد سرما را نیز به مصرف کنندگان ارائه دهد. مفهوم ریزشبکه (MG) و تولید پراکنده (DG) دو موضوعی هستند که در بخش سیستم‌های توزیع الکتریکی ارائه شده‌اند. ریزشبکه ها معمولاً به صورت موازی با شبکه کار می‌کنند اما با این وجود حالت‌هایی وجود دارند که ریزشبکه به صورت عمدی یا غیر عمدی از شبکه جدا شده و به صورت یک جزیره مستقل عمل می‌کند. همچنین ریزشبکه جزیره شده می‌تواند مجدداً به شبکه متصل شود که این امر نیازمند برقرار بودن الزامات سنکرونیزم در هنگام اتصال است.

۱-۱- واحدهای تولید پراکنده

ریزشبکه ها می‌توانند یک روش هماهنگ شده برای تسهیل نفوذ منابع تولید پراکنده نظیر واحدهای فتوولتائیک، بادی، بیوماس، واحدهای تولید همزمان برق و حرارت (CHP) و غیره به سیستم قدرت ارائه دهند و قابلیت اطمینان منطقه را افزایش دهند. این منابع تولید توان دارای هزینه‌های پایین و همچنین ولتاژ پایینی هستند و می‌توانند از نظر زیست محیطی مفید واقع شوند. این واحدها معمولاً با استفاده از واسط‌های الکترونیک قدرت که دارای انعطاف پذیری بالایی نیز هستند به شبکه متصل می‌شوند. از آنجایی که تولید توان به صورت متمرکز در زمان افزایش تقاضای انرژی دارای قابلیت اطمینان کمتری است، یکپارچه سازی واحدهای تولید پراکنده می‌تواند یک راه مؤثر برای مقابله با این مشکل باشد. یک نمونه منبع تولید پراکنده نمونه با واسط الکترونیک قدرت در شکل زیر نشان داده شده است

۲-۱- سیستم‌های ذخیره انرژی

یکی دیگر از واحدهای تولید پراکنده در ریزشبکه ادوات ذخیره کننده انرژی  هستند که باعث عملکرد موفقیت آمیز آن می‌شوند و بعنوان یک واحد کنترلی و تولیدی مورد استفاده قرار میگیرند . تابع اصلی ادوات ذخیره کننده انرژی در یک ریزشبکه، برقراری تعادل بین عرضه و تقاضای انرژی است. پایداری، کیفیت توان و قابلیت اطمینان به واسطه استفاده از سیستم‌های ذخیره انرژی بهبود می‌یابند. علاوه بر این آ‌نها کارایی کلی ریزشبکه را به سه طریق افزایش می‌دهند. در بین تکنولوژی‌های ذخیره کننده موجود، باتری‌ها، چرخ‌های طیار و ابر خازن‌ها در سیستم میکروگرید قابلیت اجرایی بیشتری دارند. در حالتی که از چرخ طیار استفاده می‌شود.

۳-۱- بارها

ریزشبکه می‌تواند انرژی الکتریکی را به انواع مختلف بارها (مسکونی، تجاری، صنعتی و غیره) عرضه کند. این بارها در شکل زیر نشان داده شده‌اند که شامل بارهای بحرانی و غیر بحرانی هستند. این بارها به منظور عملکرد مطلوب به بارهای بحرانی و غیر بحرانی تقسیم شده‌اند. این عملکرد شامل جنبه‌هایی شبیه به سرویس دهی اولیه بارهای بحرانی، بهبود کیفیت توان بارهای معین، بهبود قابلیت اطمینان بارهای از پیش تعیین شده و غیره است. به طور کلی، مصرف کنندگان تجاری و صنعتی که به درجه بالایی از کیفیت توان و قابلیت اطمینان نیاز دارند به عنوان بارهای بحرانی تعیین شده‌اند. این طبقه بندی بارها در پیاده سازی سیستم ریزشبکه به منظور دستیابی به استراتژی‌های بهره برداری مورد انتظار زیر مهم هستند.

در قسمت های بعدی با مفاهیم روش های کنترل ریزشبکه و سنکرونیزم آن با ما باشید.

*******برای مشاهده پروژه های شبیه سازی ریزشبکه های AC و DC و هیبریدی در فروشگاه ما اینجا کلیک کنید.*******