آموزش نرم‌ افزار DIgSILENT برای آنالیز و شبیه سازی سیستم های قدرت

نرم افزار DIgSILENT Power Factory یکی از قوی ترین نرم افزارهای تحلیل شبکه می باشد که در هر سه حوزه تولید، انتقال و توزیع کاربرد دارد. قدرت و صحت نتایج حاصل از این نرم افزار تا اندازه ای است که در شرکت های برق منطقه ای و شرکت مادر تخصصی توانیر برای تحلیل شبکه سراسری ایران از این نرم افزار استفاده می شود.

هدف از این آموزش آشنایی دانشجویان و فارغ التحصیلان رشته مهندسی برق با فرآیند آنالیز سیستم های قدرت به منظور انجام پروژه های تحقیقاتی، صنعتی و … می باشد. امید است که مخاطبین این آموزش بتوانند با استفاده از مطالب این آموزش تجربه مفیدی به منظور ورود به بازار کار رشته مهندسی قدرت را کسب نمایند.

با استفاده از این نرم افزار می توان تقریباً هر شبکه قدرتی را به صورت گرافیکی ترسیم نمود و محاسباتی همچون پخش بار، اتصال کوتاه، آنالیز گذرا، جایابی بهینه خازن، بهینه سازی سایز کابل و … که در قالب توابع متنوع ارائه می گردد، را انجام داد. علاوه بر این امکانات دیگری نظیر برنامه نویسی به زبان DPL و تعریف مدل های DSL این انعطاف پذیری را برای کاربر ایجاد می نماید که تحلیل های مورد نظر خود را به صورت دلخواه روی سیستم قدرت اجرا نموده و تجهیزاتی که در کتابخانه نرم افزار وجود ندارند را طراحی نماید.

این نرم افزار نه تنها ابزارهای متنوع و محیط کاربر پسندی را در اختیار کاربران قرار می دهد بلکه پیچیدگی های سایر نرم افزارهای آنالیز سیستم قدرت را نداشته و کاربر در استفاده از این نرم افزار امکانات فراوانی را در دست خواهد داشت.

فهرست سرفصل ها و رئوس مطالب مطرح شده در این مجموعه آموزشی، در ادامه آمده است:

• درس یکم: معرفی نرم افزار
  • نحوه ورود به نرم افزار و آشنایی با انواع کاربرها
  • آشنایی با محیط نرم افزار
  • نوار ابزار
  • نوار منو
  • پنجره های مختلف نرم افزار
  • استفاده از Help نرم افزار
  • استفاده از خودآموزهای نرم افزار
  • مدیریت پروژه ها در نرم افزار
    • ایجاد پروژه جدید
    • فعال سازی و غیر فعال سازی پروژه ها
    • وارد کردن پروژه ها به نرم افزار و انتقال پروژه ها به خارج از محیط نرم افزار (Import & Export)
  • معرفی کتابخانه های عمومی (Global) نرم افزار
• درس دوم: ایجاد سیستم قدرت و جزئیات نمودار پروژه در Data Manager
  • ایجاد المان های سیستم قدرت
    • ایجاد گرافیک سیستم شامل باسبارها، ژنراتورها، شبکه بالادست، ترانسفورماتورها، بارها و خطوط انتقال
    • قراردادن Type تجهیزات سیستم قدرت
    • تنظیمات اطلاعات تجهیزات
    • ویرایش ساختار سیستم قدرت
  • مطالعه پخش بار (Load Flow) در سیستم قدرت
  • مشاهده نتایج پخش بار در جعبه های نتایج (Result Boxes)
  • ویرایش جعبه های نتایج
  • مطالعه اتصال کوتاه در سیستم قدرت
  • ایجاد یک سیستم قدرت نمونه (IEEE 8 Bus) و انجام مطالعه پخش بار و اتصال کوتاه در آن
  • معرفی جزئیات نمودار درختی پروژه (گروه بندی ها)
  • معرفی جزئیات نمودار درختی پروژه (سناریوهای بهره برداری (Operation Scenarios))
  • معرفی جزئیات نمودار درختی پروژه (مطالعات موردی (Study Cases))
  • معرفی جزئیات نمودار درختی پروژه (Network Variations and Expansion Stage)
  • گزارش گیری و خروجی های نرم افزار و کار با Virtual Instrument
• درس سوم: آنالیز پایداری و مطالعات حالت گذرای الکترومغناطیسی
  • مقدمه ای بر پایداری و حالت گذرای الکترومغناطیسی و روش های محاسباتی
  • ایجاد یک شبیه سازی حالت گذرا
  • رویدادها
  • انتخاب نتایج در شبیه سازی حالت گذرا
  • مثال ها
    • مطالعه پایداری گذرا (Transient Stability) روی شبکه انتقال در اثر اتصال کوتاه متقارن
    • بررسی اثر خروج یک واحد نیروگاهی روی عملکرد شین Slack
    • مطالعه تأثیر تغییر Tap یک ترانسفورماتور قدرت روی ولتاژ باسبارهای مجاور در سیستم قدرت
    • مطالعه اتصال کوتاه بین فازهای خطوط انتقال موازی (Inter – circuit Faults)
• درس چهارم: مثال ها
  • ایجاد یک زیر – سیستم و اتصال آن به سیستم قدرت اولیه
  • راه اندازی موتور آسنکرون
  • شبکه های توزیع فشار ضعیف
    • معرفی شبکه توزیع مورد مطالعه و ویژگی های آن
    • مطالعه پخش بار، تعریف مشخصه های دینامیکی بارها و منابع تولید پراکنده
    • فیدرها، ترسیم پروفیل ولتاژ فیدرهای توزیع، Load Scaling
    • آنالیز Time Sweep برای به دست آوردن منحنی بار دینامیکی یک فیدر توزیع
    • کابل سایزینگ
  • شبکه های توزیع فشار متوسط
    • معرفی شبکه توزیع مورد مطالعه و ویژگی های آن
    • بارهای فشار متوسط، پخش بار، تنظیم اتوماتیک تپ ترانسفورماتورها
    • آنالیز Backbone (ستون فقرات سیستم قدرت)
    • آنالیز Tie – Open به منظور به دست آوردن نقطه بهینه Tie – Switch ها
• درس پنجم: آنالیز رخداد (Contingency Analysis)
  • آنالیز Contingency در حالت Single Time Phase
    • مقدمه و تعریف Contingency
    • تعریف و کاربرد Fault Cases, Fault Groups و Contingency
    • اجرای آنالیز Contingency در حالت Single Time Phase و تنظیمات آن
    • گزارش گیری از آنالیز Contingency و انواع خروجی های آن
    • مقایسه نتایج آنالیز Contingency با شبکه موجود
  • اجرای آنالیز Contingency در حالت Multiple Time Phase و تنظیمات آن
  • مثالی از اجرای آنالیز Contingency در حالت Multiple Time Phase
• درس ششم: مطالعات شبه دینامیکی
  • مطالعات شبه دینامیکی چیست؟
  • نحوه اجرای یک مطالعه شبه دینامیکی در DIgSILENT
    • تعریف متغیرها برای مانیتورینگ در مطالعات شبه دینامیکی
    • اجرای یک مطالعه شبه دینامیکی
    • در نظر گرفتن خروج تجهیزات در اثر سرویس و نگهداری
  • آنالیز نتایج حاصل از مطالعات شبه دینامیکی
    • ترسیم شکل موج ها
    • گزارشات شبیه سازی شبه دینامیکی
    • خلاصه آماری از متغیرهای مانیتور شده در مطالعه شبه دینامیکی در یک سیستم قدرت
• درس هفتم: قابلیت اطمینان سیستم قدرت
  • مقدمه ای بر ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه قدرت و تعریف شاخص های قابلیت اطمینان
  • مدل تصادفی تجهیزات سیستم قدرت
    • مدل تصادفی خطوط، ترانسفورماتورها
    • تعریف تعرفه زمانی
    • تعریف تعرفه انرژی
  • تنظیمات یک سیستم قدرت برای ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم
    • نحوه تعریف خطاها و تعمیرات تصادفی برای تجهیزات شبکه
    • نحوه ایجاد فیدرها برای محاسبات قابلیت اطمینان
    • تنظیم کلیدهای شبکه برای ارزیابی قابلیت اطمینان
  • اجرای ارزیابی قابلیت اطمینان
    • نحوه اجرای ارزیابی قابلیت اطمینان
    • مشاهده شاخص های قابلیت اطمینان سمت بار
    • مشاهده شاخص های قابلیت اطمینان سمت شبکه
    • پرینت گزارشات قابلیت اطمینان
    • رنگ بندی شبکه با استفاده از نتایج آنالیز قابلیت اطمینان
  • مثال: حالت های بار – ردگیری یک رخداد
  • مثال: بازیابی بهینه شبکه – ردگیری فرآیند بازیابی
  • مثال: جایابی بهینه کلیدهای کنترل از راه دور در یک شبکه قدرت
• درس هشتم: کیفیت توان و هارمونیک ها
  • • مقدمه ای بر کیفیت توان و آنالیز هارمونیکی سیستم قدرت
    • مدل سازی منابع هارمونیکی
• درس نهم: حفاظت سیستم قدرت
  • معرفی ساختار حفاظت سیستم قدرت در DIgSILENT
  • نحوه تعریف یک طرح حفاظتی جریان زیاد در DIgSILENT
    • اضافه کردن تجهیزات حفاظتی به شبکه قدرت
    • دیاگرام تک خطی سیستم حفاظت
    • تشخیص محل تجهیزات حفاظتی در سیستم قدرت
  • حفاظت جریان زیاد و هماهنگی حفاظتی
    • ورود اطلاعات اولیه رله جریان زیاد
    • تعیین سطوح حداقل و حداکثر جریان اتصال کوتاه
    • قرار دادن و تنظیم ترانسفورماتور جریان (CT)
    • قرار دادن و تنظیم ترانسفورماتور ولتاژ (VT)
  • فیوز گذاری و هماهنگی رله – فیوز
  • مشخصه زمان – جریان برای حفاظت جریان زیاد
    • نحوه ایجاد یک مشخصه زمان – جریان
    • مفهوم مشخصه زمان – جریان برای یک رله جریان زیاد یا فیوز
    • نمایش نتایج روی مشخصه زمان – جریان
    • مشاهده اختلاف زمان عملکرد رله ها (Grading Margin)
    • اضافه کردن یک خط جریان توسط کاربر
    • تنظیمات دیاگرام تک خطی سیستم حفاظت از روی مشخصه زمان – جریان
    • گزینه های ابتدایی و پیشرفته دیاگرام جریان زیاد
    • تغییر مشخصه عملکردی زمان – جریان رله
    • نحوه جداسازی بخش های مختلف مشخصه زمان – جریان رله
    • منحنی آسیب تجهیزات
  • حفاظت دیستانس
    • ورود اطلاعات اولیه رله دیستانس
    • انتخاب امپدانس اولیه/ثانویه توسط رله دیستانس
    • بلوک های اصلی در رله های دیستانس
    • انواع مشخصه های امپدانسی رله دیستانس
  • نمودار امپدانسی (R-X Plot)
    • نحوه ایجاد یک نمودار امپدانسی
    • ویژگی های نمودار امپدانسی
    • تنظیمات نمودار امپدانسی
    • تغییر تنظیمات رله دیستانس از روی نمودار امپدانسی
  • تنظیم و هماهنگی رله دیستانس
    • نمودار زمان – فاصله
    • نحوه ایجاد نمودار زمان – فاصله برای رله دیستانس
    • ویژگی های نمودار زمان – فاصله
    • تغییر تنظیمات رله دیستانس از روی نمودار زمان – فاصله
  • هماهنگی رله های دیستانس با استفاده از Protection Coordination Assistant
    • اصول تکنیکی هماهنگی رله های دیستانس
    • مثال کاربردی از هماهنگی رله های دیستانس
    • نحوه اجرای محاسبات هماهنگی رله های دیستانس
    • تنظیمات و آپشن های هماهنگی رله های دیستانس
    • خروجی هماهنگی رله های دیستانس
• درس دهم: زبان برنامه نویسی دیگسایلنت (DPL)
  • آشنایی با زبان برنامه نویسی دیگسایلنت (DPL)
  • مثال ها
    • آشنایی با Input Parameters
    • General selection
    • Show Full name
    • دسترسی به Object های شبکه و استفاده از دستور ()getAll
    • دسترسی به پارامترهای Object ها و استفاده از دستور printf
    • استفاده از دستورهای فایل (fopen ,fprintf ,fclose)
    • کار با External Object ها و دستور ()Echo Off
    • به کارگیری پخش بار در DPL
    • مطالعه اثر خروج تجهیزات روی ولتاژ باس بار های شبکه
    • دسترسی به اطلاعات باس بار های خطوط و نوشتن اطلاعات در فایل های CSV با دستور fprintf
    • استفاده از اتصال کوتاه در DPL
    • تغییر نوع اتصال کوتاه های شبکه برای یک باس بار مشخص
    • مولفه های توالی مثبت، منفی و صفر جریان های اتصال کوتاه
    • ایجاد یک زیر (DPL (Subroutine
    • قرار دادن تجهیزات حفاظتی در Cubicl های شبکه قدرت
    • تنظیم رله های حفاظتی با استفاده از DPL
    • ارتباط نرم افزار MATLAB و DIgSILENT برای اجرای الگوریتم بهینه سازی

در ادامه لیست کتب انگلیسی و کتب فارسی منتشر شده در این زمینه معرفی شده اند: