موضوع مقاله: شبیه‌ساز سامانه توان | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # شبیه‌ساز سامانه توان | مقدمه: شبیه‌ساز سامانه توان یا مانندسازهای سامانه‌های توان به ابزاری گفته می‌شوند که رفتار واقعی شبکه قدرت را به کمک مدل‌های ریاضی پیش‌بینی می‌کنند و برای آموزش کاربران و آشنایی با شرایط واقعی در راستای بالابردن سرعت و درستی تصمیم‌گیری هنگام کار با کالاهای گوناگون سامانه نیرو تحت شرایط مختلف بکار می‌روند. | ## بخش 1: شبیه‌ساز سامانه توان | از آنجا که دسترسی به کل یا بخش‌های گوناگون شبکه نیرو به دلایل ایمنی و هزینه بربودن شدنی نیست، بررسی رفتار و کارکرد سامانه‌های توان با آزمایش‌های واقعی بر روی آن‌ها امکان‌ناپذیر است. از این رو، پیدایش بسته‌های سخت‌افزاری یا نرم‌افزاری با هزینه کمتر و ابعاد کوچکتر که توانایی مانندسازی رفتارها و کارکردهای سامانه در حالت واقعی را داشته باشد، مؤثر و کارساز می‌باشد. در سامانه برنامه‌ریزی شده که می‌توان آن را مانندساز آنالوگ سامانه توان نامید، توانایی بررسی پدیده‌های سامانه توان بگونه‌ای که در یک شبکه توان واقعی از گام تولید نیرو تا مصرف رخ می‌دهند، وجود دارد. در واقع این سامانه، مدل کوچک شده یک شبکه توان بزرگ است که دارای ژنراتور، ترانسفورماتور، توانراه‌ها و غیره می‌باشد و ویژگی‌های بخش‌های گوناگون را به‌گونه واقعی مدلسازی می‌نماید. آشنایی مانندسازی شبکه‌های توان به پیش‌بینی رفتار سراسر یا بخشی از شبکه توان به یاری مدل‌سازی المان‌های شبکه با معادله‌های ریاضی گفته می‌شود. در بررسی حالت مانا این‌گونه پنداشته می‌شود که سامانه به حالت همیشگی و ماندگار خود رسیده‌است اما در حالت گذرا همانگونه‌ای که از نام آن پیداست به بررسی لحظه به لحظه پارامترها در گستره زمان پرداخته می‌شود. | ## بخش 2: شبیه‌ساز سامانه توان | آنالیز هر مسئله در مهندسی برق در حالت گذرا در ابعاد بزرگ با مدلسازی بخش‌های گوناگون توان آغاز می‌گردد. مدل هرعنصر الکتریکی در گستره زمان معمولأ دارای یک دسته معادلات دیفرانسیل است که در آن پوینده (Variable) آزاد زمان و پوینده وابسته یک پارامتر فیزیکی مانند ولتاژ، گردش، توان یا انرژی است. پیشرفت پرشتاب در سرعت رایانه‌ها که در پی دارنده افزایش سرعت پردازش و شمردار شده‌است مایه آن گردید که آنالیز عددی نقش شایانی در مانندسازی مدل‌های بخش‌های توان در حالت گذرا بیابد. در حقیقت، بکارگیری و پیاده‌سازی مؤثر روش‌های عددی در برنامه‌های رایانه‌ای، مسائلی که را که پیش از این حل ناشدنی بودند را با دقت بسیار بالایی حل نموده‌است. یکی از مسایل مهم‌تر مهندسی توان که این‌گونه پیشرفت‌ها به حل و بررسی آن بسیار کمک نمود بررسی حالت گذرا در شبکه‌های توان بوده‌است. پدیده حالت گذرا یکی از دشواریهای مهم در سامانه‌های توان می‌باشد، چراکه می‌تواند پدید آمدن یک حالت گذرا در پایان در پی دارنده افزوده ولتاژهایی گردد که بر روی کالاها به ویژه کالاها سوار کردن شده در پستها تأثیر ناخواسته‌ای بگذارد یا باعث آسیب‌های جدی در دیگر کالاها گردد. | ## بخش 3: شبیه‌ساز سامانه توان | در این راستا، مانندسازی این حالتهای گذرا می‌تواند کمک بسیار بزرگی در بررسی شبکه‌های توان و بحث هماهنگی جداگری در پستها باشد. از سوی دیگر برای ارزیابی و بررسی حالات گذرا می‌بایستی مدل ریز بخش‌های به کار گرفته شود اگرچه در بررسی حالت مانا بسیاری از بخش‌ها با مدل ساده شده جایگزین می‌گردند. کاربردهای دستگاه‌های مانندساز سامانه‌های توان برخی از کاربردهای مانندسازی سامانه‌های توان در کانون‌های صنعتی، پژوهشی و آموزشی عبارتند از: بررسی پدیده‌های سامانه توان) حالت خطای دائمی و محافظت (پناه) شده. بررسی و سنجش آیند بدست آمده از سوی سامانه با آیند نرم‌افزارهای بررسی سامانه‌های توان. توانایی انجام آزمایش‌های گوناگون از سوی شبیه‌ساز مانند تولید شرایط گوناگون گزند، بررسی کارکرد درست پناه افزارها و تجهیزات کنترل و… نرم‌افزارهای مانندسازی سامانه‌های توان بسیاری از نرم‌افزارهای پدید آمده در شبکه بر پایه نیاز شبکه‌های توان کمابیش به بررسی حالات پایدار می‌پردازند که از آن جمله می‌توان به نرم‌افزارهای پخش بار (Load flow) اشاره کرد. پخش بار پیش‌بینی گذر توان‌های حقیقی و راکتیو از توانراه‌ها به کمک معادله‌های KVL و KCL در شین‌ها (باس‌ها) و توانراه‌ها می‌باشد. | ## جمع‌بندی | از سوی دگر، نرم‌افزارهای پدید آمده برای مانندسازی سامانه‌های توان در حالت گذرا معدود و انگشت شمار می‌باشند.