การหาตำแหน่งติดตั้งเหมาะที่สุดของระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ร่วมกับแบตเตอรี่ NaS ในระบบจำหน่ายเพื่อลดกำลังไฟฟ้าสูญเสีย (Optimal Placement of Large-Scale PV Power Generation Systems with NaS Battery in Primary Distribution Systems for Loss Red)

Auhtors: อมรเทพ แพทยานันท์ และ กฤษณ์ชนม์ ภูมิกิตติพิชญ์

Abstract

การขาดแคลนวัตถุดิบรวมถึงความต้องการพลังงานสะอาดสำหรับนำมาใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า ซึ่งเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเพื่อช่วยลดสภาวะโลกร้อน และระบบจำหน่ายกำลังไฟฟ้าที่มีการต่อวงจรสายป้อนหลักแบบเรเดียล ทำให้เกิดแรงดันตกที่ปลายสายส่งเป็นผลให้เกิดกำลังไฟฟ้าสูญเสียในระบบ บทความนี้นำเสนอการหาตำแหน่งติดตั้งเหมาะที่สุดของระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์กำหนดให้มีขนาด 1 MW ในระบบจำหน่ายแบบเรเดียล ซึ่งจะช่วยลดกำลังไฟฟ้าสูญเสียเมื่อติดตั้งในตำแหน่งที่เหมาะสม และปรับปรุงรูปร่างของแรงดันไฟฟ้าของระบบ การจำลองจะประยุกต์ใช้แบบจำลองของระบบจำหน่ายแบบเรเดียล 33 บัส มาตรฐาน IEEE ทดสอบที่ระดับแรงดันไฟฟ้าฐานเท่ากับ 22 kV และกำลังไฟฟ้าปรากฏฐานเท่ากับ 25 MVA มีกำลังไฟฟ้ารวมของโหลดเท่ากับ 3.72 MW และ 2.3 MVar โดยใช้โปรแกรม MATLAB เป็นเครื่องมือในการวิเคราะห์ การติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ทดสอบด้วยวิธีแบบทีละบัสและวิธีการค้นหาแบบตาบู เพื่อหาตำแหน่งติดตั้งเหมาะสมที่สุดในระบบ และทดสอบกำลังไฟฟ้าสูญเสียรวมเมื่อติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ร่วมกับระบบชดเชยด้วยแบตเตอรี่ชนิดโซเดียมซัลเฟอร์ภายใต้เงื่อนไขเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าของระบบไฟฟ้ากำลังที่สภาวะโหลดคงที่ ผลการทดสอบพบว่าก่อนติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ ค่ากำลังไฟฟ้าจริงที่สูญเสียเท่ากับ 77.0135 kW หลังติดตั้งในบัสเหมาะสมคือบัสที่ 25 ค่ากำลังไฟฟ้าจริงที่สูญเสียเท่ากับ 48.6791 kW โดยกำลังไฟฟ้าสูญเสียของระบบลดลงร้อยละ 36.79 ทำให้ระบบมีเสถียรภาพของแรงดันเพิ่มมากขึ้น และผลทดสอบการติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ขนาด 1 MW ร่วมกับระบบชดเชยด้วยแบตเตอรี่ชนิดโซเดียมซัลเฟอร์ขนาด 200 kW เชื่อมต่อกับระบบจำหน่ายในบัสที่ 25 ช่วงเวลา 1 วัน พบว่าระบบชดเชยของแบตเตอรี่ชนิดโซเดียมซัลเฟอร์จะช่วยจ่ายกำลังไฟฟ้าเข้าสู่ระบบ ซึ่งช่วยลดกำลังไฟฟ้าสูญเสียรวมของระบบได้เป็นอย่างดี ส่งผลให้ระบบมีเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือเพิ่มมากขึ้น เทคโนโลยีของระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ และระบบชดเชยกำลังไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ชนิดโซเดียมซัลเฟอร์นั้นยังคงมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในระบบไฟฟ้ากำลังเพื่อรองรับเทคโนโลยีใหม่ในอนาคต
The shortage of material and clean energy for used to produce electricity energy which is environmentally friendly to help reduce global warming. And the distribution system is connected to main feeder using radial connection which is caused the power loss in the power system. Therefore, this paper proposes the optimal placement of large-scale photovoltaic (PV) power generation systems size 1 MW in primary distribution systems for reducing the power loss and improving the voltage profile of the system. The proposed study on this paper is applied on the model of IEEE 33-bus radial distribution system by using at the based voltage and based apparent power that are 22 kV and 25 MVA respectively. The total real power and reactive power of system load are 3.72 MW and 2.3 MVar. This analysis is computed by MATLAB program. The trial methods of PV power plant in each bus and Tabu Search are used to find the optimal placement of the PV power plant. Then, the PV power plant with the sodium-sulfur battery is installed at the best location under low power loss condition. These are operated under the voltage stability and static loading conditions. The simulation results found that the power loss of the IEEE 33-bus radial distribution system without PV power plant is 77.0135 kW. After installed the PV power plant into bus no. 25, the power loss is 48.6791 kW and the power loss can be reduced to 36.79 %. The last simulation result shown the 1 MW PV power plant combined with the 200 kW sodium-sulfur battery to distribution system at bus no. 25. This proposed method is to improve the power generation and to reduce power loss on power system in order to increase the power system stability and reliability. The technology of photovoltaic power generation systems and power compensating systems with sodium sulfur battery are still being developed continuously for power system applications in the future.

DOI: 10.14456/eenet-journal.2017.9