การศึกษาผลกระทบและแนวทางการแก้ไขปัญหาของระบบรถไฟความเร็วสูงในประเทศไทยที่ส่งผลต่อระบบไฟฟ้ากำลังและผู้ใช้ไฟ

บทคัดย่อ

โครงการระบบรถไฟความเร็วสูงเป็นโครงการที่ใช้ระบบไฟฟ้ากระแสสลับแบบเฟสเดียว (single-phase) ขนาดพิกัดแรงดัน 25 kV โดยระยะทางของรางรถไฟฟ้ายาวหลายร้อยกิโลเมตร ซึ่งต้องใช้สถานีไฟฟ้าจำนวนมาก และเนื่องจากระบบไฟฟ้าเป็นแบบเฟสเดียวนี้ จะทำให้โหลดของสถานีไฟฟ้าไม่สมดุล ความไม่สมดุลนี้ย่อมส่งผลต่อระบบส่งจ่ายกำลังไฟฟ้า (electrical power transmission) และผู้ใช้ไฟ (customer) โดยตรง ทั้งในด้านความไม่สมดุล (unbalance) และในด้านฮาร์มอนิก (harmonic) นอกจากนี้ ผลกระทบทางด้านอื่น เช่น การเกิดแรงดันไฟฟ้าตกและเกินชั่วขณะ (voltage sag and swell) เป็นอีกปัญหาที่ส่งผลกระทบต่อผู้ใช้ไฟด้วย เพื่อให้ผู้ใช้ไฟที่อยู่อาศัยในบริเวณข้างเคียงได้รับกำลังไฟฟ้าอย่างมีคุณภาพและต่อเนื่อง การปรับปรุงคุณภาพกำลังไฟฟ้าของระบบไฟฟ้ากำลังจากการจ่ายโหลดรถไฟความเร็วสูงจึงจำเป็นต้องได้รับการศึกษาและการออกแบบอย่างรอบคอบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับประเทศไทยยังไม่มีการพัฒนาระบบรถไฟความเร็วสูงขึ้น ดังนั้น โครงการวิจัยชิ้นนี้ จึงดำเนินการพัฒนาแบบจำลองระบบรถไฟความเร็วสูงขึ้นซึ่งประกอบไปด้วยตัวจำลองการเคลื่อนที่ของรถไฟ (train movement simulator) เพื่อจำลองการเดินรถไฟความเร็วสูงและระบบจ่ายไฟให้กับรถไฟ (railway power supply system) โดยทั้งสองส่วนนี้ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อเชื่อมต่อและถ่ายโอนข้อมูลซึ่งกันและกัน โดยเน้นการคำนวณในสภาวะคงตัว (steady-state calculation) ในรูปของการคำนวณการไหลของกำลังไฟฟ้า (power flow calculation) สถานการณ์ที่จำลองขึ้นนี้ ถูกใช้ประเมินผลกระทบในแง่มุมต่าง ๆ ได้แก่ 1) ผลกระทบของการไหลกำลังไฟฟ้าแบบไม่สมดุล 2) ผลกระทบด้านฮาร์มอนิก และ 3) การเกิดแรงดันไฟฟ้าตกและเกินชั่วขณะ ผลจากการวิเคราะห์แสดงให้เห็นถึงปัญหาด้านคุณภาพกำลังไฟฟ้าแบบต่างๆ ที่เกิดขึ้นเนื่องจากระบบรถไฟความเร็วสูง นอกจากนี้ ในงานวิจัยนี้ ยังได้นำเสนอแนวทางการปรับปรุงคุณภาพกำลังไฟฟ้า โดยใช้อุปกรณ์ปรับปรุงคุณภาพกำลังไฟฟ้าแบบรวม (unified power quality conditioner) หรือ อุปกรณ์ UPQC การทดสอบการประยุกต์ใช้อุปกรณ์ UPQC ในการปรับปรุงคุณภาพกำลังไฟฟ้าในระบบไฟฟ้ากำลัง ถูกทดสอบด้วยการจำลองระบบทดสอบบนโปรแกรม MATLAB / SIMULINK ผลจากการจำลองแสดงให้เห็นว่า อุปกรณ์ UPQC สามารถปรับปรุงคุณภาพกำลังไฟฟ้าในระบบกำลังไฟฟ้าได้เป็นอย่างดี

คำสำคัญ