فصل دوم
مروری بر منابع

• • 1. 1. ارائه بازار برای پشتیبانی از توان راکتیو
          

          1. 1. مقدمه

           

           

     

     

شرایط اقتصادی و پیشرفت تکنولوژی در دنیا، صنعت برق را به یک بازار رقابتی انرژی مبدل نموده است که تحت عنوان صنعت برق تجدید ساختار یافته از آن یاد می­ شود. در صنعت برق تجدید ساختار یافته، اپراتور مستقل سیستم موظف به فراهم نمودن سرویس­های جانبی است. از جمله مهمترین این خدمات، تأمین توان راکتیو در سیستم قدرت می­باشد. توان راکتیو نقش مهمی را در قابلیت اطمینان و امنیت سیستم­های قدرت بازی می­ کند. وجود میزان توان راکتیو کافی در سیستم برای حفظ ولتاژ گره­ها در محدوده مجاز و همچنین افزایش بارپذیری خطوط در سطوح موردنظر، الزامی می­باشد]۲۴[.
در این بازار رقابتی انرژی اگر چارچوب معقول و منصفانه­ای در خصوص توان راکتیو ارائه نگردد، تولیدکنندگان توان هیچ انگیزه­ای در تولید و یا جذب توان راکتیو نداشته و اپراتور مستقل سیستم در تضمین پایداری ولتاژ و دستیابی به سطح مطلوبی از ولتاژ با مشکل مواجه می­گردد. علاوه بر این در راستای تحقق بازار رقابتی موضوعات جدیدی مرتبط با توان راکتیو ایجاد می­ شود؛ بعنوان مثال اگر شرکت­های تولید و انتقال شرکت­های مستقل شوند، چه کسی خدمات را ارائه می­دهد و اینکه این خدمات چگونه قیمت­ گذاری می­شوند، مسائل جدیدی است که باید حل گردد. از سوی دیگر، چگونگی بازار این خدمات و نحوه طراحی بازارهای کارآمد برای آن­ها برخی از مسائل مهم برای تنظیم­کننده و اپراتور سیستم است]۲۵[.
در این بخش، ابتدا یک شناخت مختصر از توان راکتیو و نیاز برای تأمین آن به خواننده داده می­ شود. سپس طراحی بازار برای توان راکتیو مورد بررسی قرار گرفته و نیاز برای یک توزیع عادلانه قیمت برای تولید توان راکتیو مورد تأکید قرار می­گیرد.

• • • • 1. 1. مفهوم توان راکتیو و ضرورت توجه به آن

              1. 1. توان راکتیو چیست؟

               

               

         

         

     

     

تقریباً تمام بخش عمده توان الکتریکی شامل بخش­های تولید، انتقال و مصرف در شبکه های جریان متناوب (AC^[10]) صورت می­گیرد. المان­های سیستم­های AC از عرضه و مصرف دارای دو نوع توان اکتیو و راکتیو می­باشند. توان اکتیو کار مفید انجام می­دهد (به عنوان مثال، به حرکت درآوردن موتور و روشن کردن لامپ). درحالی که، توان راکتیو بطور طبیعی در گردش است و هیچ کار مفیدی انجام نمی­دهد، اما به طور قابل توجهی بر روی ولتاژ اثر می­ گذارد]۲۶[. به این ترتیب، توان راکتیو در سیستم­های قدرت برای حفظ ولتاژ و ارائه توان اکتیو از طریق خطوط انتقال مورد نیاز است.
در یک سیستم الکتریکیAC ، ولتاژ و جریان در فرکانس سیستم سینوسی می­باشند و اگرچه در یک فرکانس مشابه می­باشند اما در زمان­های متفاوت به اوج می­رسند. توان راکتیو بسته به اینکه آیا نقطه اوج جریان قبل یا بعد از ولتاژ است، می ­تواند مثبت یا منفی باشد. از تئوری اساسی مدار، توان راکتیو بصورت زیر تعریف می­ شود:
(۲-۱)
در رابطه (۲-۱)، ولتاژ و جریان است و زاویه­ی بین آن­ها می­باشد.
یک مقایسه برای توصیف توان راکتیو، یک فرد بر روی یک ترامپلاین^[۱۱] است. در حالی که شخص در حال راه رفتن در سراسر ترامپلاین است، شخص به بالا و پایین می­پرد. جهش بوسیله تبادل انرژی ذخیره شده بین چشمه ترامپلاین و میدان گرانشی زمین ایجاد می­ شود. به طور مشابه، توان راکتیو در سیستم انتقال برق، انتقال پالس­ها از انرژی ذخیره شده بین انواع مختلف از اجزای الکتریکی در سیستم است. در قیاس ترامپلاین، توان “اکتیو” نیرویی است که شخص به صورت افقی در حال حرکت در سراسر ترامپلاین صرف می­ کند، در حالی که توان “راکتیو” در ترامپلاین، آن شخص را به هنگام پرش ایستاده نگه می­دارد. تلاش شخص برای حفظ جایگاه خود در طول جهش هیچ حرکت رو به جلو خالصی را در­بر­ندارد، اما برای راه رفتن در سراسر ترامپلاین لازم است]۱۱[.