การจัดหมวดหมู่ของบัสระบบไฟฟ้า
นิยามและประเภทของบัสในระบบไฟฟ้า
ในระบบไฟฟ้า บัสถูกกำหนดให้เป็นจุดเชื่อมต่อ โดยมักจะแสดงเป็นเส้นแนวตั้ง ซึ่งส่วนประกอบต่างๆ ของระบบ เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้า โหลด และสายส่ง ได้เชื่อมต่อเข้าด้วยกัน แต่ละบัสในระบบไฟฟ้ามีคุณสมบัติทางไฟฟ้าหลัก 4 ค่า ได้แก่ ขนาดแรงดัน ฟาเซอร์แรงดัน พลังงานจริง (หรือพลังงานแอคทีฟ) และพลังงานรีแอคทีฟ ค่านี้มีบทบาทสำคัญในการวิเคราะห์และการทำความเข้าใจพฤติกรรมและการทำงานของระบบไฟฟ้า
ในการศึกษาการไหลของโหลด ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อวิเคราะห์สภาพการทำงานแบบคงที่ของระบบไฟฟ้า จากค่า 4 ค่าที่เกี่ยวข้องกับแต่ละบัส จะมี 2 ค่าที่ทราบแล้ว และค่าที่เหลืออีก 2 ค่าจำเป็นต้องหา ตามค่าที่ระบุไว้ บัสสามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ บัสกำเนิด บัสโหลด และบัสสแล็ค การแบ่งประเภทนี้ช่วยในการสร้างและแก้สมการการไหลของโหลด ทำให้วิศวกรสามารถวิเคราะห์การทำงานของระบบไฟฟ้าวางแผนการผลิตและกระจายพลังงาน และรับรองความมั่นคงและความน่าเชื่อถือของระบบไฟฟ้า
ตารางด้านล่างแสดงประเภทของบัสและค่าที่ทราบและไม่ทราบ
บัสกำเนิด (บัสควบคุมแรงดัน หรือ P-V Bus)
บัสกำเนิด หรือที่เรียกว่า P-V bus เป็นส่วนสำคัญในการวิเคราะห์ระบบไฟฟ้า ในบัสประเภทนี้ มีพารามิเตอร์ 2 ค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้า คือ ขนาดของแรงดัน ซึ่งสอดคล้องกับแรงดันที่สร้างขึ้น และพลังงานจริง (พลังงานแอคทีฟ) P ซึ่งสอดคล้องกับกำลังของเครื่องกำเนิด เพื่อรักษาขนาดของแรงดันให้คงที่ที่ค่าที่กำหนดไว้ แรงดันรีแอคทีฟจะถูกฉีดเข้าสู่ระบบตามความต้องการ ดังนั้น พลังงานรีแอคทีฟ Q และฟาเซอร์แรงดัน δ ที่ P-V bus คือค่าที่ไม่ทราบและต้องคำนวณผ่านอัลกอริทึมการวิเคราะห์ระบบไฟฟ้า กระบวนการนี้มีความสำคัญในการรับรองความมั่นคงและการทำงานอย่างถูกต้องของระบบไฟฟ้า เนื่องจากการรักษาระดับแรงดันที่คงที่เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการส่งมอบพลังงานที่น่าเชื่อถือ
บัสโหลด (P-Q Bus)
บัสโหลด หรือที่เรียกว่า P-Q bus ทำหน้าที่เป็นจุดเชื่อมต่อที่ทั้งพลังงานจริงและพลังงานรีแอคทีฟถูกดึงออกจากหรือฉีดเข้าสู่เครือข่ายไฟฟ้า ในบริบทของการศึกษาการไหลของโหลด ที่บัสนี้ ค่าพลังงานจริง P และพลังงานรีแอคทีฟ Q ถูกกำหนดตามลักษณะของโหลดที่เชื่อมต่อ ค่าที่ไม่ทราบหลักๆ คือ ขนาดและความฟาเซอร์ของแรงดัน แม้ว่าแรงดันบัสโหลดจะอนุญาตให้เปลี่ยนแปลงภายในขอบเขตที่ยอมรับได้ ประมาณ 5% การรักษาให้อยู่ภายในขอบเขตเหล่านี้มีความสำคัญสำหรับการทำงานอย่างถูกต้องของอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เชื่อมต่อ สำหรับโหลด ฟาเซอร์แรงดัน δ นั้นมีความสำคัญน้อยกว่าเมื่อเทียบกับขนาดของแรงดัน เนื่องจากอุปกรณ์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ถูกออกแบบมาให้ทำงานได้ดีภายในช่วงขนาดแรงดันที่กำหนด
บัสสแล็ค สวิง หรือบัสอ้างอิง
บัสสแล็คมีบทบาทที่ไม่เหมือนใครและสำคัญในระบบไฟฟ้า แตกต่างจากบัสอื่นๆ บัสสแล็คไม่ได้จ่ายพลังงานให้กับโหลดทางกายภาพโดยตรง แต่ทำหน้าที่เป็นแหล่งเก็บพลังงาน สามารถดูดซับหรือฉีดทั้งพลังงานจริงและพลังงานรีแอคทีฟเข้าสู่ระบบไฟฟ้าตามความต้องการ ในการวิเคราะห์การไหลของโหลด ขนาดและความฟาเซอร์ของแรงดันที่บัสสแล็คถูกกำหนดไว้ล่วงหน้า โดยทั่วไป ฟาเซอร์แรงดันที่บัสนี้ถูกตั้งค่าเป็นศูนย์ ทำให้เป็นจุดอ้างอิงสำหรับระบบไฟฟ้าทั้งหมด ค่าพลังงานจริงและพลังงานรีแอคทีฟของบัสสแล็คจะถูกกำหนดระหว่างการแก้สมการการไหลของโหลด
แนวคิดของบัสสแล็คเกิดขึ้นจากความท้าทายในการคำนวณการไหลของโหลด เนื่องจากความสูญเสีย I2R ภายในระบบไฟฟ้าไม่สามารถคาดการณ์ได้อย่างแม่นยำล่วงหน้า ทำให้ไม่สามารถระบุพลังงานที่ฉีดเข้าทั้งหมดที่แต่ละบัสได้อย่างแม่นยำ ด้วยการกำหนดบัสสแล็ค วิศวกรสามารถทรงกลมสมการพลังงานทั่วระบบ ทำให้การคำนวณการไหลของพลังงานทั้งหมดเป็นไปอย่างสอดคล้องและแม่นยำ ข้อตกลงฟาเซอร์แรงดันเป็นศูนย์ที่บัสสแล็คทำให้ง่ายต่อการจำลองทางคณิตศาสตร์และการวิเคราะห์ระบบไฟฟ้า ทำให้เข้าใจความสัมพันธ์ทางไฟฟ้าและการแลกเปลี่ยนพลังงานภายในระบบได้ง่ายขึ้น
