در صورت استفاده از منابع تولید پراکنده متعدد در شبکه و اتصال آنها به یک فیدر ، تغییر اندازه ولتاژ ناشی از تمامی منابع بایستی مورد توجه قرار گیرد لذا پخش بار دقیق سیستم ضروری می باشد . بررسی حالت پایدار ولتاژ محل اتصال منابع تولید پراکنده به فیدرهای شبکه های توزیع یکی از پارامترهای اساسی این شبکه ها است.لذا استانداردهایی برای تغییرات اندازه ولتاژها برای شبکه های ولتاژ متوسط و فشار ضعیف دارای منابع تولید پراکنده تنظیم شده است .طبق استانداردهای کشورهای اروپایی این میزان نبایستی از ۳%-۲% در شبکه های ولتاژ متوسط تجاوز نماید تا تغییرات ولتاژ شبکه فشار ضعیف نیز بیش از ۱۰% نگردد . برای حالاتی که توان تولیدی منابع تولید پراکنده ماکزیمم و توان مصرف بارهای شبکه مینیمم باشد ،تغییر اندازه ولتاژ در محل اتصال ،ماکزیمم و هرگاه توان تولیدی منابع تولید پراکنده ،مینیمم و توان مصرفی بارهای شبکه ،ماکزیمم باشد تغییر اندازه ولتاژ در محل اتصال ،مینیمم خواهد بود .مقدارم توسط ولتاژ هر محل اتصال نبایستی از ۵% ولتاژ نامی تجاوز نماید تا با استفاده از تغییر تپ ترانسهای ولتاژ متوسط به فشار ضعیف بتوانیم آنرا جبران نماییم .تغییر اندازه ولتاژ شبکه فشار ضعیف کمتر از ۱۰% بماند.
تغییر سریع ولتاژ در محل اتصال تولید منابع پراکنده به شبکه توزیع می تواند ناشی از سوئیچینگ و قطع و وصل کردن منبع به شبکه و یا تغییرات ناگهانی توان خروجی آن در هنگام کار باشد .اندازه این تغییرات و فلیکر ناشی از آن بایستی محدود گردند تا از آسیب رسیدن به تجهیزات و بارهای مصرفی موجود در شبکه جلوگیری گردد .اندازه فلیکر ولتاژ برای شبکه فشار ضعیف در بازه زمانی کوتاه مدت کمتر از ۰٫۷۵ و در بازه زمانی بلند مدت کمتر از ۱ بوده ولی برای شبکه ولتاژ متوسط با در نظر گرفتن پارامترهای شبکه برای کوتاه مدت کمتر از ۰٫۷ و برای بلند مدت کمتر از ۰٫۹ می باشد .

هارمونیکها و هارمونیکهای میانی

استفاده از ادوات الکترونیک قدرت به صورت کنورترهایی برای اتصال منابع تولید پراکنده نظیر توربین های بادی و سلولهای خورشیدی به شبکه توزیع موجب ایجاد در شبکه هی ولتاژ متوسط هارمونیکی ولتاژ می توانند ناشی از اثر اتصالات دستگاهها به شبکه های فشار ضعیف یا فشار قوی ایجاد گردند به همین علت هر یک از تجهیزات تنها بایستی هارمونیکهای محدودی را ایجاد نمایند تا سطح هارمونیک ولتاژ کل شبکه از حد متعارف تجاوز ننماید .از این رو در هنگام استفاده از منابع تولید پراکنده در شبکه های توزیع بایستی به پتانسیل تولید هارمونیکها و هارمونیکهای میانی ناشی از نصب این دستگاهها توجه گردد . در شبکه توزیع دارای بارهای غیر خطی مجهز به کنورتر در ورودی خود که عمدتاً بارهای صنعتی هستند ، در اثر استفاده از منابع تولید پراکنده ، هارمونیک های شکل موج ولتاژ شبکه افزایش می یابد که افزایش هارمونیکها در باس متصل به منبع تولید پراکنده بسیار شدید بوده و بایستی بنحوی میزان هارمونیکها محدود گردد .

انواع فیلترهای بهبود کیفیت توان

بیکی از ادوات بکار رفته برای بهبود کیفیت توان شبکه های توزیع ،فیلتر ها هستند که برای رفع مشکلات و مسائلی نظیر هارمونیکها و جبرانسازی توان راکتیو در شبکه های توزیع به کار می روند .

در ادامه ویژگیهای هر یک از انواع مختلف فیلترهای بکار رفته در شبکه های قدرت مورد بررسی قرار می گیرد.

فیلترهای پسیو

فیلترهایی که در روش سنتی بهبود کیفیت توان مورد استفاده بودند ،از نوع پسیو بوده و از اتصال سری سلف و خازن حاصل شده و مقادیرشان با توجه به امپدانس سیستم به گونه ای انتخاب می گردد تا امکان حذف یک هارمونیک خاص با یک پهنای هارمونیکی را بوجود آورد .این نوع فیلترها برای محدود کردن هارمونیکها یعنی کاهش هارمونیکها و در حالت ایده آل سد عبور کامل آنها بکار می روند که این عمل یا با انحراف مسیر جریانهای هارمونیکی و یا با انسداد مسیر عبور آنها صورت می گیرد . یکی از بزرگترین محاسن فیلترهای پسیو ،قیمت بسیار کم این نوع از فیلترها می باشد .اما در کنار این مزیت ،این فیلترها دارای مشکلات متعددی هستند که عبارتند از :

احتمال تشدید هارمونیک ها بدلیل نوسان سری موازی بین امپدانس فیلتر و امپدانس منبع نیاز به یک فیلتر پسیو برای حذف هر هارمونیک خاص

عدم انعطاف پذیری فیلترهای پسیو در مقابل تغییرات بار

فیلترهای اکتیو

با پیشرفت عدوات الکترونیک قدرت و بوجود آمدن روش های جدید برای کنترل ،فیلترهای اکتیو که دارای ساختار یک اینورتر می باشند .بمنظور حذف هارمونیکها و جبرانسازی توان راکتیو بکار گرفته شده اند .این فیلترها همواره در ارتباط مستقیم با شبکه بوده و با تغییر وضعیت شبکه ، وضعیت خود را بگونه ای تغییر می دهند که شکل موج جریان و ولتاژ شبکه را بیش از پیش به حالت سینوسی نزدیکتر ننمایند . این فیلترها نیز به صورت موازی یا سری با بار قرار می گیرند .فیلترهای اکتیو موازی برای جبران کردن جریانهای هارمونیکی بکار می روند و با تولید توان راکتیو ، قسمتی از توان راکتیو مصرفی شبکه را جبران می نماید . مشکل عمده این ساختار فیلتر هیبرید ، توان نامی بالای مورد نیاز برای فیلتر اکتیو است که در صورت استفاده از ساختار فیلتر هیبرید مشتمل بر اتصال سری فیلترهای پسیو به فیلتر اکتیو می توان توان نامی آن را کاهش داد .

مهمترین ویژگی فیلترهای اکتیو در مقایسه با انواع پسیو که برای حذف هارمونیک نیاز به یک شاخه موازی است ،تمامی هارمونیک ها توسط یک وسیله جبران می شوند ،این نوع می گردد.

فیلترهای هیبرید

همانطور که گذشت ،فیلترهای پسیو دارای مشکل حساسیت زیاد فیلتر به تغییرات المانها و امپدانس منبع می باشند که در صورت نوسان سری و موازی منجر به تشدید اعوجاج در سیستم قدرت می گردند .فیلترهای اکتیو نیز هزینه اولیه و بهره برداری و همچنین توان نامی زیادی دارند که مشکل اصلی برای این فیلترها محسوب می گردد .برای رفع مشکلات فوق به منظور بهره گیری از مزایای هر دو نوع فیلتر و مهمتر از همه برای کاهش توان نامی فیلتر اکتیو ، از ترکیب دو فیلتر اکتیو و پسیو را همزمان داشته ولی معایب آنها را ندارند .قیمت کم و بازده بیشتر نیز از دیگر ویژگیهای این فیلترها می باشد .

فیلترهای اکتیو برای رفع نواقص فیلترهای پسیو طراحی شده اند زیرا این فیلترها انعطاف پذیر بوده و می توانند اعوجاج شکل موج ولتاژ و جریان شبکه را بخوبی جبران نمایند ولی از لحاظ اقتصادی مقرون بصرفه نمی باشند.از این روس اختارهای مختلف فیلترهای هیبرید بصورت اتصال سری فیلتر اکتیو و موازی فیلتر پسیو با بار ، فیلتر اکتیو و پسیو سری با هم و مجموعاً موازی با بار و اتصال فیلتر اکتیو ، پسیو و بار هر سه با هم موازی برای استفاده توام از ویژگیهای هر دو فیلتر اکتیو و پسیو بکار می رود .

این سلول‌های خورشیدی که از نوعی پلاستیک ساخته شده‌اند.

که به جای نور مرئی، نور مادون قرمز را به برق تبدیل می‌کند.

در مقایسه با سایر انواع سلول‌های خورشیدی مقرون‌‌به صرفه‌تر هستند.

چون در ساخت آنها از نوعی پلیمر ارزان‌قیمت و فناوری نانوسیم‌ها استفاده شده است.

به عقیده محققان، با استفاده از این ایده جدید راه برای تولید پنجره‌های خورشیدی ارزان‌قیمت هموار می‌شود.

سلول‌های خورشیدی از جمله مظاهر بارز فناوری‌های نوین به شمار می‌آیند.

بشر برای تأمین بخشی از انرژی آینده‌اش حساب ویژه‌ای روی آن باز کرده است اما مشکلاتی نیز به همراه دارند.

بزرگی مجموعه سلول‌هایی که یک صفحه به هم پیوسته خورشیدی را تشکیل می‌دهند از جمله این مشکلات به شمار می‌آیند.

برای این‌که بخش قابل توجهی از انرژی مورد نیاز یک ساختمان از طریق سلول‌های خورشیدی تأمین شود تقریبا باید تمام سطح پشت بام با استفاده از این صفحات پوشیده شود، اما راه‌های دیگری نیز وجود دارد.

پنجره‌ها بهترین گزینه‌هایی هستند که می‌توان از سلول‌های خورشیدی نامرئی در آنها بهره برد.

گرچه تاکنون تلاش‌هایی در زمینه تولید این نوع سلول‌های خورشیدی صورت گرفته، اما نه تنها کارایی چندانی ندارند، بلکه هزینه تمام شده برای ساخت چنین صفحاتی بسیار زیاد است.

اکنون محققان دانشگاه کالیفرنیا به سرپرستی پروفسور یانگ یانگ از دپارتمان علوم و مهندسی مواد، سلول‌های خورشیدی پلیمری جدید و البته ارزان‌قیمتی ساخته‌اند که اجازه می‌دهند بخش قابل توجهی از نور خورشید از آنها عبور کند.

عملکرد چشمگیر و بازده کاری قابل قبول این سلول‌ها به این علت است که الکتریسیته تولیدی توسط آنها نه به وسیله نور مرئی بلکه از پرتوهای مادون قرمز نور خورشید صورت می‌گیرد.

به آن معنا که این سلول‌ها تا ۷۰ درصد نسبت به سلول‌های خورشیدی رایج شفاف‌تر هستند.

این سلول‌های خورشیدی پلیمری که به آنها PSC نیز گفته می‌شود به وسیله حل کردن پلیمر حساس به نور نزدیک به مادون قرمز در نوعی حلال تولید می‌شود.

در ادامه، این ترکیب روی فیلم باریکی پخش شده و سپس حرارت می‌بیند تا به هم بچسبند.

در نتیجه نه تنها هزینه تولید سلول‌های خورشیدی کاهش می‌یابد بلکه شفافیت آنها نیز به واسطه استفاده از نانوسیم‌های نقره‌ای و نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم به جای هادی‌های فلزی افزایش چشمگیری پیدا می‌کند.

در توربین گاز جهت کنترل درجه حرارت در اتاق احتراق ضروری است که احتراق با هوای بسیار زیاد صورت پذیرد .دود خروجی از اگزوز توربین گاز ، علاوه بر اینکه دارای درجه حرارت بالایی است ، اکسیژن کافی نیز جهت احتراق دارد ولی در نیروگاههای سیکل ترکیبی از انرژی گاز خروجی از اگزوز به روش های مختلفی جهت تولید بخار استفاده می شود که در بخش های آتی به آن اشاره خواهیم کرد .

بر اساس نحوه استفاده از گاز خروجی ، نیروگاههای سیکل ترکیبی به سه دسته تقسیم بندی می شوند .

۱- نیروگاههای سیکل ترکیبی بدون مشعل
در این نوع ، دود خروجی از اگزوز توربین گاز که حجم بالا و دمای زیادی ( دمای گاز خروجی در بار اسمی در حدود ۵۰۰ درجه سانتی گراد است ) دارد به بویلری هدایت می شود و به جای مشعل و سوخت در واحدهای بخاری ، جهت تولید حرارت به کار می رود. بخار تولید شده نیز توربین بخار را به چرخش در می آورد. این امر باعث بالا رفتن راندمان مجموعه نیروگاهی می گردد ، ضمن آنکه هزینه های سرمایه گذاری به ازای هر کیلو وات تا حد قابل ملاحظه ای کاهش پیدا می کند . این مجموعه برای تولید برق پایه استفاده می شود و کارآیی آن در صورتی که فقط برای تولید برق به کار رود تا ۵۰ درصد هم بالا می رود .
در مناطق سردسیر با بکارگیری توربین بخار با فشار خروجی زیاد (Back pressure) به جای کندانسور و برج خنک کن در تامین آب گرم و بخار مصرفی گرمایش مناطق شهری و صنعتی نیز استفاده می شود که در این صورت راندمان تا ۸۰ درصد هم افزایش می یابد.

– نیروگاههای سیکل ترکیبی با سوخت اضافی ( مشعل )
در نیروگاههای سیلک ترکیبی بدون مشعل ، کارکرد بخش بخار وابستگی کامل به کارکرد توربین گاز دارد . در مواردی که نیاز به کارکرد دائمی بخش بخار وجود دارد با تعبیه مشعل در بویلر ، به گونه ای که در صورت توقف بخش گاز کارکرد قسمت بخار با اشکال مواجه نگردد ، عملکرد مستقل این دو بخش تامین می شود و بدین ترتیب ، این نوع نیروگاههای سیکل ترکیبی شکل گرفته اند .
این نوع سیکل ترکیبی عموماٌ به منظور بالا بردن قدرت و جلوگیری از نوسانات قدرت توربین بخار با تغییر بار توربین گاز به کار گرفته می شود . امکان کارکرد واحد بخار در نقطه کار مناسب تر با تعبیه مشعل ساده ، به کارگیری سوخت مناسب و استفاده از گاز داغ خروجی توربین گاز به عنوان هوای دم عملی است . قدرت واحد گاز و واحد بخار در حداکثر بار سیستم مساوی است . راندمان این نوع سیکل ترکیبی از واحد بخاری ساده بیشتر و از سیکل ترکیبی بدون مشعل کمتر می باشد . این نوع واحد ها غالباً در مواردی که علاوه بر تامین انرژی الکتریکی ، تامین آب مصرفی و یا بخار مورد نیاز واحدهای صنعتی نیز مد نظر باشد ، به کار می رود .

۳- نیروگاههای سیکل ترکیبی جهت تامین هوای دم کوره بویلر
این نوع سیکل ترکیبی مشابهت زیادی با توربین بخار معمولی دارد با این تفاوت که در نیروگاه بخاری ساده از سیستم پیش گرم کن هوا و فن تامین کننده هوای دم که خود مصرف کننده انرژی است استفاده می گردد . لیکن در این گونه سیکل ترکیبی،سیستم گرمایش و فن دمنده هوای احتراق کوره را توربین گاز بر عهده گرفته است . بدین ترتیب راندمان واحد بخاری ساده با جانشین کردن سیستم تامین هوای دم با توربین گاز ، بطور نسبس بهبود می یابد .
معمولاٍ این نوع سیکل ترکیبی در نیروگاههای بخاری بزرگ که سوخت آن ذغال سنگ و یا مازوت می باشد ، به کار می رود . قدرت تولیدی توربین گاز در این نوع سیکل حداکثر ۲۰ درصد قدرت تولید کل نیروگاه است .

بررسی بیشتر نیروگاههای سیکل ترکیبی
کاربرد گونه های مختلف سیکل های ترکیبی متفاوت می باشد ولی از آنجایی که سیکل های ترکیبی بدون مشعل در ارتباط با تولید بار پایه و میانی از اولویت بیشتری برخوردار است ( هزینه سرمایه گذاری کمتر، مدت زمان نصب و راه اندازی کمتر ، راندمان بالاتر و قابلیت انعطاف بیشتر )، ذیلاً به تشریح این نوع چرخه ها می پردازیم :
سیکل های ترکیبی بدون مشعل
هدف اصلی در این نوع سیکل های ترکیبی ، استفاده مجدد از حرارت تلف شده اگزوز توربین گاز به منظور بالا بردن بهره وری سوخت می باشد .
جهت حصول به هدف فوق و به حداقل رساندن هزینه ها ، سه رویه اجرایی در ابتدا مد نظر قرار گرفت و بر اساس آن سازندگان مختلف و تولید کنند گان انرژی الکتریکی نسبت به نصب هر سه گونه سیکل اقدام نمودند که ذیلاٌ معرفی و تشریح می شوند :

۱- چند توربین گاز ، چند بویلر و یک توربین بخار
این دسته خود به دو زیر دسته به صورت زیر تقسیم می گردد:

۲- یک توربین گاز ، یک بویلر و یک توربین بخار
آرایش این گونه سیکل های ترکیبی بر پایه تقلیل هزینه سرمایه گذاری اولیه می باشد و حاصل تجارب اولیه در زمینه کاربرد چند توربین گاز با یک ژنراتور می باشد .
در این روش محور توربین گاز و محور توربین بخار و محور ژنراتور مشترک بوده و بصورت مجموعه واحد عمل می کند .
طرز کار کلی سیستم به این صورت است که گاز حاصل از احتراق توربین گاز ، قسمتی از انرژی مکانیکی خود را جهت به چرخش در آوردن توربین گاز مصرف می کند . گاز داغ خروجی از توربین گاز ، ضمن عبور از بویلر و تولید بخار وارد اتمسفر می گردد. بخار تولیدی در بویلر ، در توربین بخار منبسط شده و قسمتی دیگر از نیروی مکانیکی لازم جهت تولید انرژی الکتریکی در ژنراتور را تامین می کند .

در این روش به سبب اینکه غالباٌ ضریب قابلیت بهره برداری توربین گاز از بویلر و توربین بخار کمتر می باشد ، اگزوز کمکی برای توربین گاز بکار نمی رود و قابلیت بهره برداری کل مجموعه معادل توربین گاز خواهد بود و انجام بازدیدها و تعمیرات بویلر و توربین بخار منطبق با برنامه تعمیرات توربین گاز می باشد . به سبب عدم کاربرد اگزوز کمکی ونیز استفاده از ژنراتور مشترک ، هزینه سرمایه گذاری پایین است . ضمناٌ در مواردی که تامین آب گرم مصرفی و یا گرمایش شهر ی مورد نظر باشد معمولاٌ ژنراتور مستقل برای واحد بخار ملحوظ می شود.
بطور کلی محاسن و معایب این گونه سیستم ها به صورت زیر است :

الف – محاسن :

۱- هزینه سرمایه گذاری کمتر

۲- سادگی زیاد و معالاٌ تجهیزات بهره برداری کمتر

۳- هزینه تعمیرات و بهره برداری کمتر

۴- تلفات کمتر

۵- زمان نصب سریعتر

ب – معایب :

۱- عدم امکان بهره برداری از توربین گاز در صورت وجود عیب بر روی تجهیزات بخار ( عدم قابلیت انعطاف)

۲- وجود تلفات زیاد انرژی در نیم بار
بدین ترتیب معمولاٌٍ این گونه آرایش در سیکل ترکیبی به کار می رود که هدف از احداث آن تولید و تامین بار پایه باشد .

۳- دو یا چند توربین گاز ، دو یا چند بویلر و یک توربین بخار
بجز حالات استثنا ، متداول ترین گونه در این نحوه آرایش ، دو توربین گاز با بویلر های مربوطه و یک توربین بخار می باشند .

در این روش معمولاً ۳/۱ از انرژی الکتریکی را به توربین بخار و ۳/۲ آن را توربین گاز تولید می نماید .
گاز داغ خروجی از هر توربین گاز وارد مستقیماً وارد بویلر مخصوص به خود می گردد. بخار خروجی از بویلر نیز وارد هدر ( Header) مشترک شده و توربین بخار را تغذیه می نماید .
از آنجایی که قابلیت بهره برداری بویلر و توربین بخار بیش از توربین گاز می باشد در این آرایش این امکان وجود دارد که در صورت توقف یک واحد گازی ، واحدهای گازی دیگر بتوانند به همراه توربین بخار کار کنند .
قدرت ژنراتور واحدهای گازی و واحد بخار دو توربین گاز مشابه می باشد . متناسب با سلیقه بهره برداری می توان با تعبیه اگزوز کمکی در حد فاصل توربین گاز و بویلر ، کارکرد مستقل توربین گاز را ( در صورت توقف توربین بخار یا بویلر ) فراهم نمود .
در این روش ایجاد امکان تعمیرات بر روی بویلر ضروری می باشد که مستلزم تعبیه دمپرهای مناسب است . ( دمپر وسیله ای است که در محل خروج گاز داغ از توربین گاز قرار می گیرد و با ایستادن در وضعیت های مختلف ، امکان انتقال گاز داغ را به اگزوز و یا بویلر فراهم می آورد .) البته وجود دمپر مستلزم انجام تعمیرات خاص و بازدیدهای ویژه می باشد که این امر به نوبه خود باعث کاهش قابلیت بهره برداری می گردد. همچنین وجود دمپر پس از مدتی بهره برداری باعث تلفات گاز داغ می گردد که نهایتاً کاهش راندمان را در پی خواهد داشت .
برخی سازندگان و تولید کنندگان انرژی الکتریکی جهت ایجاد امکان بهره برداری غیر هم زمان توربین گاز و بخار ، به جای اگزوز کمکی کندانسور کمکی را توصیه می نماید . حسن این روش در این است که ضمن ایجاد امکان بهره گیری از توربین گاز در مواقع توقف توربین بخار و جلوگیری از تلفات گاز داغ از طریق اگزوز کمکی ، راه اندازی سریع بویلر و توربین بخار را باعث می گردد . این روش بیشتر در مواردی که فروش بخار و یا آب گرم مصرف شهری و صنعتی نیز مد نظر باشد مورد استفاده قرار می گیرد .

محاسن و معایب سیستم دو یا چند توربین گاز ، دو یا چند بویلر و یک توربین بخار در قیاس با واحد بخاری ساده به صورت زیر است :

الف – محاسن :

۱- هزینه سرمایه گذاری کمتر

۲- امکان اجرای مرحله ای طرح

۳- زمان نصب کوتاه تر

۴- قابلیت انعطاف بیشتر و امکان بهره برداری جزء به جزء

۵- راندمان بیشتر در حالت نیم بار

ب – معایب :

۱- نیاز به سوخت مرغوب تر

۲- عوامل کنترل بیشتر
این گونه آرایش در مواردی که هدف تامین بار پایه و میانی است به کار می رود.

۳– چند توربین گاز ، یک بویلر و یک توربین بخار
علت اصلی مطالعه بر روی این چنین آرایشی تحلیل هزینه سرمایه گذاری به حداقل ممکن می باشد در ابتدای امر به سبب عدم تقارن نوع سه توربین گاز و یک بویلر و عدم امکان توزیع یکنواخت گاز داغ به داخل بویلر ، خوردگی و فرسودگی های ایجاد شده ناشی از آن باعث شد مطالعه بر روی این نوع آرایش ها مردود شناخته شود.در صورت موفقیت در بهر ه گیری از این نوع آرایش ، در واقع ضریب آمادگی سیستم وابستگی کامل به بویلر پیدا می کرد .
در عمل به علت اینکه امکان کارکرد همزمان توربین های گازی ، بویلر و توربین بخار کم است و نیز گاز داغ را نمی توان در حالات مختلف به طور یکنواخت در بویلر توزیع نمود ، این روش تولیدی با اقبال مواجه نگردید .

۴– یک توربین گاز ، یک بویلر و چند توربین بخار
قدمت زیاد واحدهای بخاری و امکان باز سازی مجدد آنها و شرایط کار این گونه واحدها باعث شد که غالب تولیدکنندگان انرژی الکتریسیته به فکر بازسازی این گونه واحدها با استفاده از واحدهای گازی بیفتند. در این روش ضمن ایجاد امکان به کار گیری مجدد از سرمایه گذاری انجام شده ، می توان نسبت به افزایش راندمان واحدهای قدیمی تر نیز اقدام کرد .
این روش بازسازی و نوسازی تنها برای واحدهای گازسوز و یا با سوخت مایع امکان پذیر است . این روش بدان جهت قوت گرفت که غالباٌ قسمت حساس واحدهای بخاری یعنی بویلر آنها ، معمولاً پس از مدتی کارکرد نیاز به بازسازی کامل دارد در صورتی که توربین و سایر متعلقات آن با انجام تعمیرات جزیی قابل استفاده مجدد می باشند. بدین ترتیب با تلفیق تکنولوژی قدیمی ( توربین بخار ) که دارای شرایط کار قابل انطباق با شرایط تکنولوژی جدید توربین گاز می باشد ، شرایظ بهره برداری مناسبی از توربین گاز جدید و توربین بخار قدیمی فراهم می آید. به عنوان مثال در صورتی که هدف بازسازی سه واحد بخار ۲۰ مگاواتی باشد ، می توان به جای نوسازی سه بویلر، با نصب یک واحد توربین گاز ۱۲۰ مگاواتی و یک بویلر بدون مشعل ، ضمن افزایش قدرت مجموعه به ۱۸۰ مگاوات ، با جزئی سرمایه گذاری بیشتر راندمان مجموعه را از ۳۰ درصد ، که در صورت کارکرد مستقل هر کدام حاصل می شود ، به بیش از ۴۰ درصد افزایش داد که البته این افزایش ۱۰ درصدی در راندمان هزینه های سوخت را به میزان ۳/۱ کاهش خواهد داد .

هنگامی که ابعاد تاسیسات گسترش می‌یابد و صدها یا هزاران کیلومتر بین یک نقطه تا نقطه‌ی دیگر فاصله می‌افتد با کاهش هزینه بازدید‌ های متناوب مزایای اسکادا خود را نشان می‌دهد. ارزش این مزایا وقتی بیشتر خواهد بود که فاصله تاسیسات خیلی زیاد و یا دسترسی به آنها مشکل می‌شود ، مانند مکانهایی که دسترسی به آنها با هلیکوپتر صورت می‌گیرد. اسکادا ، کاربر را از اقامت در محل تاسیسات یا بازدید از آنها در هنگام کار نرمال بی‌نیاز می‌کند. اسکادا   به اپراتور مرکزی یک سیستم توزیع شده ، مانند تاسیسات گاز ، نفت ، خطوط لوله یا نیروگاهها یا خطوط انتقال امکان تنظیم کنترل ها ، باز و بسته کردن شیرها و کلید ، نمایش آلارمها و جمع آوری اطلاعات اندازه گیری شده را فراهم می‌آورد.

تاسیسات نیازمند به اسکادا :
۱- نیروگاهها
۲- تاسیسات نفت و گاز
۳- خطوط انتقال نفت و گاز
۴- شبکه انتقال برق
* در کشور های پیشرفته سیستم اتوبوس رانی (حمل ونقل شهری) هم دارای سیستم اسکادا است.
* به تازگی در ایران در سیستم حمل و نقل هوایی و کنترل فرودگاه از اسکادا استفاده شده است.
– ساختار یک سیستم اسکادا : یک سیستم اسکادا دارای یک پایانه‌ی مرکزی است که با تنفیذ اختیار به RTU ها ، شبکه ای از اجزای کنترلی دارد که توسط یک سیستم ارتباطی قوی با آنها ارتباط برقرار کرده ، از آنها اطلاعات
می‌گیرد و‌تصمیمات لازم‌را‌ ‌اتخاذ کرده و‌فرامین‌کنترلی صادر می‌کند.
دو روش معمول برای برقراری ارتباط با RTU ها وجود دارد.
الف) خطوط زمینی مانند ، فیبر نوری ، کابل ، خط تلفن اختصاصی
ب) ارتباط رادیویی

سیستم اسکادا در تاسیساات الکتریکی نیاز به ارسال اطلاعات با سرعت بیشتر از ۲۴۰۰bps دارد ، لذا سرعت کار مودمها باید مناسب باشد.

هر پایانه راه دور باید قابلیت دریافت پیام ، رمز گشایی ، پردازش پیام و ارسال پاسخ لازم و برگشت به حالت انتظار پیام جدید را داشته باشد. پردازش یک پیام ممکن است کار پیچیده ای باشد . اینکار ممکن است شامل بررسی وضعیت فعلی تجهیزات سایت ، مقایسه وضعیت فعلی با وضعیت مطلوب ، ارسال سیگنال لازم جهت تغییر وضعیت ، چک کردن سوئیچها جهت اطمینان از انجام فرامین ارسالی و اطلاع وضعیت جدید به پایانه مرکزی باشد.

به خاطر پیچیدگی عمل پایانه های دور در اکثر آنها از کامپیوترها یا مینی کامپیوتر ها استفاده می شود . اتصال بین پایانه های دور و تجهیزات سایت معمولا  از طریق کابل صورت میگیرد و تغذیه  محرکها و سنسور ها  نیز از طریق پایانه راه دور تأمین می شود. با توجه به اهمیت پروسه ، جهت اطمینان  بیشتر ممکن است UPS نیز در سیستم نصبشود تا قطع جریان برق اشکالی در سیستم ایجاد نکند همانطور که پایانه مرکزی  هرکدام از پایانه های راه دور را نظارت می کند ، هر پایانه راه دور نیز سنسور ها و محرکهای متصل به خود را تحت  پوشش دارد. این نظارت  در زمانبندی خیلی سریع تر نسبت به زمانبندی پایانه مرکزی صورت می گیرد.

سیستم دو طرفه :
یکی از تفاوتها ی اساسی بین اسکادا و تله متری دو طرفه بودن آن است . از طریق اسکادا علاوه بر مانیتورینگ سیستم می توان روی آن پردازش نیز انجام داد که بخش مرکزی اسکادا وظیفه آن را بر عهده دارد.

مدولاسیون یعنی چه ؟ به طور عام مدولاسیون یعنی تغییر موج کاربر بر اساس موج پیام . مدولاسیون فاز (PM یاPSK ) تغییر فاز موج کاربر بر اساس دامنه پیام است .

پروتکل:
پروتکل مجموعه ای از قواعد است که مفهوم الگوهای باینری را مشخص میکند ، اطلاعات ارسالی از MTU به RTU یکسری ارقام باینری اند که باید ترجمه شود .

RTU چه عملی انجام میدهد ؟
RTU اطلاعات آنالوگ ،‌ آلارمها و وضعیت ها را از سایت جمع آوری کرده و در حافظه نگه میدارد تا توسط MTU فراخوانی شوند . سپس RTU این اطلاعات را کد کرده و به MTU ارسال می کند . علاوه بر این با فرمان MTU ،RTU شیر ها را باز و بسته می کند یا سوئیچها را روشن و خاموش میکند . مقادیر آنالوگ را جهت تنظیم نقاط مرجع  بکار میبرد و قطار پالسی جهت را اندازی موتورها ی پله ای اعمال میکند . عملکرد ها جهت کنترل و مانیتورینگ یک سایت ، از راه دور کافی است .

هر پایانه راه دور باید قابلیت دریافت پیام ، رمز گشایی ، پردازش پیام و ارسال پاسخ لازم و برگشت به حالت انتظار پیام جدید را داشته باشد. پردازش یک پیام ممکن است کار پیچیده ای باشد . اینکار ممکن است شامل بررسی وضعیت فعلی تجهیزات سایت ، مقایسه وضعیت فعلی با وضعیت مطلوب ، ارسال سیگنال لازم جهت تغییر وضعیت ، چک کردن سوئیچها جهت اطمینان از انجام فرامین ارسالی و اطلاع وضعیت جدید به پایانه مرکزی باشد . به خاطر پیچیدگی عمل پایانه های دور در اکثر آنها از کامپیوترها یا مینی کامپیوتر ها استفاده می شود . اتصال بین پایانه های دور و تجهیزات سایت معمولا  از طریق کابل صورت میگیرد و تغذیه  محرکها و سنسور ها  نیز از طریق پایانه راه دور تأمین می شود. با توجه به اهمیت پروسه ، جهت اطمینان  بیشتر ممکن است UPS نیز در سیستم نصبشود تا قطع جریان برق اشکالی در سیستم ایجاد نکند همانطور که پایانه مرکزی  هرکدام از پایانه های راه دور را نظارت می کند ، هر پایانه راه دور نیز سنسور ها و محرکهای متصل به خود را تحت  پوشش دارد. این نظارت  در زمانبندی خیلی سریع تر نسبت به زمانبندی پایانه مرکزی صورت می گیرد .

سیستم دو طرفه :
یکی از تفاوتها ی اساسی بین اسکادا و تله متری دو طرفه بودن آن است . از طریق اسکادا علاوه بر مانیتورینگ سیستم می توان روی آن پردازش نیز انجام داد که بخش مرکزی اسکادا وظیفه آن را بر عهده دارد.

اجزای سیستم مخابراتی :
یک سیستم اسکادای مقدماتی شامل یک MTU و RTU
می باشد .

پروتکل:                                                              پروتکل مجموعه ای از قواعد است که مفهوم الگوهای باینری را مشخص میکند ، اطلاعات ارسالی از MTU به RTU یکسری ارقام باینری اند که باید ترجمه شود .
مدولاسیون یعنی چه ؟
به طور عام مدولاسیون یعنی تغییر موج کاربر بر اساس موج پیام . مدولاسیون فاز (PM یاPSK ) تغییر فاز موج کاربر بر اساس دامنه پیام است .

RTU چه عملی انجام میدهد ؟
RTU اطلاعات آنالوگ ،‌ آلارمها و وضعیت ها را از سایت جمع آوری کرده و در حافظه نگه میدارد تا توسط MTU فراخوانی شوند . سپس RTU این اطلاعات را کد کرده و به MTU ارسال می کند . علاوه بر این با فرمان MTU ،RTU شیر ها را باز و بسته می کند یا سوئیچها را روشن و خاموش میکند . مقادیر آنالوگ را جهت تنظیم نقاط مرجع  بکار میبرد و قطار پالسی جهت را اندازی موتورها ی پله ای اعمال میکند . عملکرد ها جهت کنترل و مانیتورینگ یک سایت ، از راه دور کافی است .

Windows Control Center: WINCC
شرکت SIMENCE  سیستم اسکادای SINAUT را ارائه می دهد . این سیستم همه ی  قابلیت های یک سیستم اسکادا ( که در طول پروژه به آنها اشاره می شود ) را دارا می باشد و برای مانیتورینگ پروسه ( و ارتباط با اپراتور ) از نرم افزار WINCC بهره گرفته است .
WINCC  اولین نرم افزار HMI (Integrated Human Machine Interface  ) در جهان است . ساختار آن شبیه ساختار MMC Windows2000  بوده و هسته ی اصلی آن زبان C است .از خصوصیات این مرکز کنترل موارد زیر است :
امکان ارتباط با پروسه ( از طریق مخابرات یا شبکه)
امکان نمایش گرافیکی پروسه
امکان بایگانی کردن (مقادیر پروسه )
امکان گزارش های متنوع
امکان نمایش آلارمها ( گرافیکی – صوتی – تصویری)
امکان تغییر پارامتر های سیستم
امکان مدیریت کاربران

الف – پستهای هوائی:

-۱ درپستهای هوائی بدنه ودرب ترانس با ارت برقگیر و( درصورت وجود سرکابل ) ارت سرکابل به هم متصل شده به الکترود زمین حفاظتی فشار متوسط متصل میگردد.

-۲ درتابلوهای توزیع واندازه گیری می بایست یک دستگاه ارت که همزمان به بدنه ونقطه نوترال تابلو متصل میگردد احداث شود .

-۳ درابتدای کلیه فیدرهای فشار ضعیف هوائی یک فاصله پس از ترانس(حداقل ۳۰ متر از پست) سیم نول می بایست ارت گردد.

-۴ انتهای کلیه انشعابات شبکه های فشار ضعیف مشروط به اینکه فاصله تاارت قبلی کمتر از ۲۰۰ متر نباشد میبایست زمین گردد.

-۵ حداقل فاصله دوالکترود زمین مجزا ۲۰ متر میباشد.

ب – پستهای زمینی :

-۱ درپستهای زمینی بدنه کلیه تجهیزات فشار متوسط به همراه شیلد کابل و بدنه تجهیزات فشار ضعیف به اتصال زمین حفاظتی مشترک متصل میگردد.

-۲ ارت برقگیر وسرکابل بیرونی بصورت مشترک در فاصله حداقل ۲۰ متری از چاه زمین مجاور ارت می گردد.( شیلد کابلهای فشارمتوسط در صورتی که طول کابل بیش از ۳۰۰ متر باشد می بایست ازدوسمت ارت گردد در غیر اینصورت ارت از یک سمت کفایت میکند.)

-۳ ابتدای کلیه فیدرهای فشار ضعیف،یک فاصله بعد از پست(در فاصله حداقل ۳۰ متری ) وانتهای کلیه انشعابات شبکه فشار ضعیف ( مشروط به اینکه فاصله تاارت قبلی از ۲۰۰ متر کمتر نباشد) می بایست ارت گردد.

توجه: در نصب ارتهای جدید می بایست وضعیت ارتهای مجاور بررسی شود . در صورتی که فاصله

۲۰ متر رعایت نمی شود می بایست ارتها همبندی گردند.

ج – آپارتمانها و مجتمع ها:

در داخل ساختمان و شبکه توزیع ، بشرح زیر TN-C-S نحوه اجرای سیستم ارت جهت رعایت سیستم است :

لازم است اتصال زمین مطابق بند (و) با مقاومت حداکثر ۲ اهم اجرا شود . در اینصورت می بایست با همبندی شمش های نول و ارت در محل تابلو کنتور مشترکان ، هم برای ارت کردن سیستم داخلی و هم برای زمین کردن بدنه تابلو ، از اتصال زمین واحد استفاده کرد.

د- سایر موارد

-۱ درسیستمهای ارت استفاده از هادی مسی چند مفتولی استاندارد ۲۵ میلیمتر مربع مجاز است .

-۲ درمواردی که درنقطه وصل خطوط کابلی به هوائی برقگیر پیش بینی شده باشد ، لازم است بین اتصال زمین احداثی یاپرده کابل واتصال زمین برقگیرها همبندی به عمل آید.

-۳ در پایه های روشنایی می بایست کلیه پایه ها با هادی مجزا از طریق کانال ارت به یکدیگر متصل شده و پایه ابتدا و انتهایی ارت گردند.

-۴ توصیه میشود درسیستمهای بااتصال زمین مکرر وکابلهای دارای پرده هادی وشیلد ،کلیه

مفصلها ازهرقبیل ، که دردسترس یا درمعرض تماس کارکنان می باشند زمین گردد.

و – نحوه اجرای اتصال زمین :

۱۷۰ سانتیمتر *۸۰* -۱ حفر چاه ارت به ابعاد ۸۰

-۲ کوبیدن میله ارت در وسط چاه ارت حدود ۴۰ سانتیمتر

-۳ اتصال میله و کابل بصورت محکم به یکدیگر (مطابق شکل )توسط کلمپ

-۴ پر کردن چاه با آب تا نیمه میله

-۵ تخلیه خاک بنتونیت بصورت ملایم و پیوسته به درون چاه (عمدتا ۲۰۰ کیلوگرم بنتونیت)

-۶ قبل از ریختن آخرین کیسه نیاز به مکث ۵ دقیقه ای جهت متورم شدن بنتونیت می باشد و

آخرین کیسه باید به صورتی درون چاه ریخته شود که لایه روی بنتونیت خشک باشد .(این

عمل جهت جلوگیری از وارد شدن خاک و سنگ به درون الزامی است .

-۷ پرکردن چاه با خاک های در آورده شده (بهتر است سرند شود)بهمراه آب

ه- اقلام مورد نیاز

۱ مسی ۱۲ متر،کنکتوریکعدد ،کلمپ رکابی یکعدد،لوله گالوانیزه ۳متر * میله ارت یکعدد،کابل ۲۵ یکعدد وبست فلزی ۳عدد

*در صورتی که اتصال زمین مربوط به تابلو باشد لوله گالوانیزه ۱,۵ متر و بست فلزی ۲ عدد مورد نیاز است

* عمق کانال ارت حداقل ۵۰ سانتیمتر بوده و بهتر است با آجر و نوار زرد پوشانده شده سپس خاک ریخته شود.

– لازم است مطابق دستورالعمل های بهره برداری سالیانه از صحت عملکرد ارتها اطمینان لازم حاصل گردد.