د سیستم د برق وسعتونه په طبقې کې تقسیم شوي دي

تعریف و طبقه‌بندی بس‌ها در سیستم‌های برق

در یک سیستم برق، بس به عنوان نقطه اتصال تعریف می‌شود که معمولاً با یک خط عمودی نمایش داده می‌شود و جایی است که مؤلفه‌های مختلف سیستم مانند مولد‌ها، بارها و خطوط تغذیه به هم متصل می‌شوند. هر بس در یک سیستم برق با چهار کمیت الکتریکی مهم مشخص می‌شود: اندازه ولتاژ، زاویه فاز ولتاژ، توان فعال (همچنین به عنوان توان حقیقی شناخته می‌شود) و توان راکتیو. این کمیت‌ها نقش مهمی در تحلیل و درک رفتار و عملکرد سیستم برق دارند.

در مطالعات جریان بار که هدف آن‌ها تحلیل شرایط عملیاتی حالت پایدار سیستم برق است، از چهار کمیت مرتبط با هر بس، دو کمیت شناخته شده است و دو کمیت دیگر باید تعیین شود. بر اساس این که کدام یک از این کمیت‌ها مشخص شده‌اند، بس‌ها می‌توانند به سه دسته مجزا تقسیم‌بندی شوند: بس‌های مولد، بس‌های بار و بس‌های اضافی. این طبقه‌بندی در فرمول‌بندی و حل معادلات جریان بار کمک می‌کند و مهندسان را قادر می‌سازد تا عملکرد سیستم برق را موثر تحلیل کنند، برنامه‌ریزی برای تولید و توزیع برق انجام دهند و پایداری و قابلیت اطمینان کل شبکه الکتریکی را تضمین کنند.

جدول زیر نوع‌های بس و مقادیر شناخته شده و ناشناخته مربوط به آن‌ها را نشان می‌دهد.

بس مولد (بس کنترل ولتاژ یا P-V)

بس مولد که غالباً به عنوان بس P-V شناخته می‌شود، عامل کلیدی در تحلیل سیستم‌های برق است. در این نوع بس، دو پارامتر پیش‌فرض شده‌اند: اندازه ولتاژ که با ولتاژ تولید شده همخوانی دارد و توان فعال (توان حقیقی) P که متناسب با ظرفیت مولد است. برای حفظ اندازه ولتاژ در یک مقدار ثابت و مشخص، توان راکتیو به سیستم تزریق می‌شود. بنابراین، تولید توان راکتیو Q و زاویه فاز δ ولتاژ در بس P-V مجهولاتی هستند که باید از طریق الگوریتم‌های تحلیل سیستم برق محاسبه شوند. این فرآیند برای تضمین پایداری و عملکرد صحیح شبکه برق ضروری است، زیرا حفظ سطح ثابت ولتاژ برای تحویل قابل اعتماد برق ضروری است.

بس بار (بس P-Q)

بس بار که به عنوان بس P-Q نیز شناخته می‌شود، به عنوان نقطه اتصالی عمل می‌کند که هم توان فعال و هم توان راکتیو از آن گرفته یا به شبکه الکتریکی تزریق می‌شوند. در زمینه مطالعات جریان بار، در این بس، مقادیر توان فعال P و توان راکتیو Q بر اساس مشخصات بارهای متصل شده مشخص می‌شوند. مجهولات اصلی در اینجا اندازه و زاویه فاز ولتاژ هستند. اگرچه ولتاژ بس بار می‌تواند در محدوده تحمل‌پذیری تغییر کند که معمولاً حدود ۵٪ است، اما حفظ آن در این محدوده برای عملکرد صحیح دستگاه‌های الکتریکی متصل شده بسیار مهم است. برای بارها، زاویه فاز δ ولتاژ نسبت به اندازه ولتاژ کمتر حیاتی است، زیرا بیشتر دستگاه‌های الکتریکی طراحی شده‌اند تا در محدوده خاصی از اندازه‌های ولتاژ به صورت موثر عمل کنند.

بس اضافی، گردنده یا مرجع

بس اضافی نقش منحصر به فرد و ضروری در سیستم‌های برق دارد. برخلاف سایر بس‌ها، این بس مستقیماً توان به هیچ بار فیزیکی ایجاد نمی‌کند. بلکه به عنوان یک مخزن توان عمل می‌کند که قادر است هم توان فعال و هم توان راکتیو را به سیستم برق تزریق یا جذب کند. در تحلیل جریان بار، اندازه و زاویه فاز ولتاژ در بس اضافی پیش‌فرض شده‌اند. به طور معمول، زاویه فاز ولتاژ در این بس به صفر تنظیم می‌شود و به عنوان نقطه مرجع برای کل سیستم برق عمل می‌کند. مقادیر توان فعال و توان راکتیو برای بس اضافی در طی حل معادلات جریان بار تعیین می‌شوند.

مفهوم بس اضافی از چالش‌های عملی محاسبات جریان بار ناشی می‌شود. چون I²R تلفات درون سیستم برق قبل از انجام محاسبات دقیقاً پیش‌بینی نمی‌شود، امکان دقیق مشخص کردن توان کل تزریق شده در هر بس جداگانه وجود ندارد. با تعیین یک بس اضافی، مهندسان می‌توانند معادلات توان را در سراسر سیستم متعادل کنند و اطمینان حاصل کنند که محاسبات کلی جریان برق سازگار و دقیق باشند. قرارداد زاویه فاز صفر در بس اضافی مدل‌سازی و تحلیل ریاضی سیستم برق را ساده می‌کند و درک روابط الکتریکی و تبادل توان درون شبکه را تسهیل می‌کند.