|
ترجمه مقاله پلت¬فرم آموزش شبیه سازی برای شبکه¬های هوشمند
ترجمه مقاله پلت¬فرم آموزش شبیه سازی برای شبکه¬های هوشمند
|
|
| دسته بندی | پژوهش |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 908 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 17 |
ترجمه مقاله پلت¬فرم آموزش شبیه سازی برای شبکه¬های هوشمند
چکیده
آموزشسیستمهایقدرت بدلیل پیچیدگیروز افزون سیستمهای انرژی با چالشهای جدی روبروست. در این مقاله، یکپلتفرم آموزشیمبتنی برشبیهسازیبرای آموزش دانشجویانو متخصصان سیستمهای قدرت در کاربردهای شبکه هوشمند پیچیده ارائه میشود. این سیستمبه بخشهاییمانندشبکه برقو یاتقسیمکنترلیتقسیم میشود وسپس ابزار تخصصیدامنه خاصمربوطهکه قادر بهشبیهسازی رفتارکلی است استفاده میشود.تجارب مربوط به آموزش ایجاد شدهومواد آموزشیومحیط مدلسازی وشبیهسازیبحث شده است. استفادهاز روشهای مدلسازی وشبیهسازیپیشرفته، بویژه هنگامیکهقابلیتهای جدیدیاز طریقجفت کردن شبیهسازی ارائه میشود،روش قابل دسترسی برای تمرین دادنو آموزش دانشجویان بصورت موثردر زمینهمیان رشتهای سیستمهای قدرت است.
واژگان کلیدی
اتوماسیون، آموزش مهندسیبرق،محاسباتتجزیه و تحلیل سیستم قدرت، کنترل سیستم قدرت، شبیهسازی سیستمهای قدرت،سیستم هایSCADA، شبکه های هوشمند، آموزش.
- 1. مقدمه و انگیزه تحقیق
وضوحا محرکهای اصلی در رسیدن به سیستم انرژی الکتریکی هوشمند افزایش منابع انرژی تجدیدپذیر (RES) (از جمله باد و خورشید)، خودروهای برق (EV)، زیرساختهای انعطافپذیرتر شبکه، مدلهای بازار جدید و همچنین دستیابی به سیستم انرژی پایدار بدون انتشار گاز است [1]-[3]. نیاز به درک اتصالات داخلی بین اجزای سیستم قدرت به دلیل پیچیدگیناشی ازبازیکنانو بازیگران بیشمار آن بطور پیوسته در حال افزایش است [4]. این نه تنهاشامل سیستمهای فیزیکیمیشود بلکه ارتباطاتو کنترلاجزایقدرتمتصل شده و تجهیزات دیگر را نیز در بر میگیرد [5]. به این نیازهابراساستحولاتاخیروتحقیقدرسیستمهایسایبرفیزیکی پراخته شده است. در نتیجهاین روند لازم است تا ازجنبهآموزشیبه این موضوع پرداخته شود که حرکت سیستمهای قدرتبه سویشبکههوشمند را پوشش میدهد [4]، [6]، [7]. هدف ازچنینشبکهای– مطابق تعریفوزارتانرژی ایلات متحده(DOE) -بهبودراندمان، قابلیت اطمینان،اقتصاد وپایداریشبکهبرقتوسطعملیاتو کنترلهوشمندتامین کنندگانو مصرف کنندگان است [8].
میتوان از آموزش و یادگیری مبتنی بر مفاهیم مدلسازی و شبیهسازی اجزا برای درک نحوه کار یک سیستم استفاده کرد [9]، [10]. هنگام طراحی مفاهیم اتوماسیون و کنترل هوشمند همانند سیستمهای مدیریت انرژی، الگوریتمهای کنترل ولتاژ، حفاظت دینامیکی، بازآرایی ساختار و همچنین مکانیزمهای پاسخ به تقاضا؛ مهندسان بایستی اگوهای کنترلی مختلف همانند روشهای مرکزی، سلسلهمراتبی و توزیعی را درک کنند. همچنین آنهای بایستی یاد بگیرند تا در مورد ابزارهای مختلف و نقاط قوت و ضعف آنها آگاهی داشته و بتوانند آنها را بکار ببرند همچنین بایستی نحوه اتصال آنها به یکدیگر را نیز بدانند [11]. محیطهای شبیهسازی کوپل شده که زمینههای فوقالذکر را پوشش میدهند رویکردهای نویدبخشی برای آموزش و یادگیری دانشجویان و متخصصان سیستمهای قدرت هستند. در شبیهسازی کلاسیک، یک ابزارمربوط به حل کننده آن برای افزودن معادله مدل استفاده میشد. ابزار شبیهسازی چنددامنهمدلها را جدا کرده و از بیش از یک افزونه استفاده میکند، اما هنوز هم یک رویکرد "مدل بسته" است. اگر دو ابزار شبیهسازی و یامدلساز برای مدلسازی جداگانه زیر سیستم استفاده شود که دوباره به یک سیستم معادلات تبدیل میشوند، این هنوز "شبیهسازی بسته" است اما با "مدل توزیع شده". هنگامیکه از بیش از یک ابزار شبیهسازی برای مدلسازی و حل استفاده شود، نتیجتا "شبیهسازی توزیع شده" مربوط به "مدل توزیع شده" بایستی کوپل شود؛ که تحت عنوان شبیهسازی کوپل شده و یا "شبیهسازی مشترک[1]" نامیده میشود. جزئیات بیشتر را میتوان در مدولاریتی مدلسازی ایجاد کرد (قیدبه ازای کوپلینگنیروی اعمالی) و در واسطها (کوپلینگ قوی از طریق خروجی-کد و یا اتصال ضعیف از طریق تابع تعبیه شده و یا جابجایی متغیر) [12].
در شبکههای هوشمند،علاوه بر برنامههای درسی متعارف مهندسی برق، مهارتها و فنآوریها نیز لازم هستند [6]، [13]. مباحث مربوط به اتوماسیون (به عنوان مثال، اتصال انرژیهای تجدیدپذیر) و همچنینICT(به عنوان مثال، شبکهها/پروتکلهای کامپیوتری، امنیت سایبری) و از جمله دیگر حوزههای فیزیکی معمولا با روشهای آموزش و یادگیری سنتی پوشش داده نمیشود.
نوآوری اصلی این مقاله معرفی یک پلتفرم مبتنی بر شبیهسازی مشترک برای آموزش و یادگیریدرک سیستماتیک تغییرات پیشرو در انرژی الکتریکیسیستمهای امروز است. محیط آموزشی به آموزش مداوم افراد متخصص سیستم قدرت و همچنین آموزش دانشجویان سیستمهای قدرت میپردازد و عملیات فنی شبکه مربوط به شبکههای توزیع توان اکتیو پوشش میدهد. تجارب برامده از پروژههای تحقیقاتی واقعی،آزمایشاتمیدانی و نمایشهای آزمایشگاهی، اجرای عملی آموزش را تکمیل میکند. تاکیدات بر روی اتصال مختلف حوزههای مهندسی - از طریق رابطها بهدیگر ابزار - به منظور یادگیری چگونگیغلبه بر پیچیدگیها توسط شبیهسازی اجزا است. تمرکز بیشتر بر معرفی استفاده از نرم افزار رایگان و منبع باز برایایجاد انگیزه در دانشجویانبرای استفاده از برنامههای خارج از دانشگاهبرای تحقیق بیشتر است.
[1]Co-simulation
