تحقیق درباره کاربرد منطق فازی در FACTS برای بهبود پایداری گذرا در سیستم قدرت

اختصاصی از کوشا فایل تحقیق درباره کاربرد منطق فازی در FACTS برای بهبود پایداری گذرا در سیستم قدرت دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 12

کاربرد منطق فازی در FACTS برای بهبود پایداری گذرا در سیستم قدرت

چکیده

در این سمینارمی‌خواهیم یکی از کاربردهای کنترل فازی را برای کنترل ادوات FACTS برای بهبود پایداری گذرای سیستم قدرت مشخص کنیم این جبران‌ساز مربوط به تکنولوژی سیستم‌های انتقال Ac انعطاف پذیر (FACTS) می باشد و از این ادوات FACTS به طور عمده برای بهبود پایداری گذرا استفاده می‌شود این وسایل هنگامی که در سیستم‌های قدرت استفاده می‌شود توان انتقالی افزایش می یابدو میرایی نوسانات الکتریکی را کاهش می‌دهد .کنترل پیشنهادی برای FACTS در این مقاله بر مبنای نظریه‌ای که نظریه‌ای که نظریه‌ی فازی نامیده می‌شود بنا نهاده و به این کنترل کننده کنترل کننده‌ی فازی گویند. (FLC)ورودی‌های کنترل کننده‌ی فازی از خروجی‌های ژنراتور که تغییرات سرعت و توان الکتریکی‌هستند انتخاب می‌شوند. مقدار جذب یا تزریق توان راکتیو به وسیله‌ای FACTS توسط دو سیگنال ورودی در زمان نمونه‌برداری شده تهیه می‌شود سیگنال کنترل با استفاده از توابع عضویت فازی محاسبه می‌شوند. نتایج عملی این روش کنترل پیشنهادی توسط یک ماشین که به باس بی نهایت وصل شده است به اثبات رسیده است .

کلمات کلیدی: کنترل کننده فازی،,FACTS پایداری گذرا،ماشین سنکرون

1-پایداری

پایداری یک سیستم قدرت به طور عمومی مربوط به توانایی ماشین های سیستم در تغییر نقطۀ کار بدون خارج شدن از حالت سنکرون می باشد [18]

انواع پایداری به پایداری زیر تقسیم می شوند

پایداری حالت استاتیکی

پایداری دینامیکی

پایداری حالت گذرا

ما در این سمینار می خواهیم به بررسی پایداری گذرا در سیستم های قدرت بپردازیم

1-1پایداری گذرا

پایداری گذرا سیستم قدرت زمانی طرح می شود که سیستم قدرت دچار یک اغتشاش بزرگ می شود یک اغتشاش بزرگ یعنی رخ داد که سیستم نقطۀ کار آن تغییرات زیادی دارد و به روشهای عادی نمی توان سیستم را به نقطۀ کار برگرداند نظیر یک اختلال مثل اتصال کوتاه، قطع بارهای بزرگ و قطع و وصل خطوطی که بارهای بزرگ را( انتقال می دهند ) تغذیه می کند.

( 1) معادله دینامیکی ماشین

( معمولاًداریم Pm = Cte و Pe (s) غیر خطی )

در بحث پایداری گذرا به خاطر تغییرات شدید، سرعت پاسخ دهی به اغتشاشات بزرگ بسیار زیاد است بنابراین نمی توانیم سیستم گاورنر و توربین را وارد مبحث پایداری گذرا کنیم ( برخلاف پایداری دینامیکی ) بنابراین Pm را معمولاً رابط در نظر می گیریم پایداری گذرا Pss , AVR #

پایداری گذرا معمولاً محدود به نوسانات گذرا می شود یعنی اگر سیستم قدرت در اولین نوسان گذرا پایدار شده سیستم پایدار می شود در غیر اینصورت ناپایدار می شود. پایداری گذرا معمولاً 150 تا 200 میلی ثانیه در نظر گرفته می شود. از آنجایی که اولین نوسان گذرا حداکثر چند دهم ثانیه است با توجه به مدل کلاسیک ماشین سنکرون دارای دقت مناسب و قابل قبولی برای مطالعات در این محدودۀ زمانی است که برای مطالعه پایداری گذرا از اولین مدل کلاسیک سنکرون استفاده می کنیم.[19]

2-2- معادلات مدل کلاسیک ماشین سنکرون [2]

(2)

(3)

(

(5) (6) (7)

و معادلات جبری در زیر داده شده است:

(8) (9) (10)

(11)

مدل ریاضی سیستم قدرت در مطالعات پایداری گذرا با معادلات نوسان بیان می گردد که جهت بررسی پایداری یا ناپایداری با استفاده از روشهای عددی اویلر و رونگکوتاه و با در نظر گرفتن شرایط اولیه مناسب شبیه سازی و time step می توان این معادلات را حل کرد به علت زمان بری برای حل این معادلات روشهای توسعه یافته که بدون نیاز به حل مستقیم پایداری گذرا است را مورد بررسی قرار می دهیم [20]

معمولاً در بحث پایداری ناگذرا از روش سطوح برابر و روش تابع انرژی لیاپاناف می شود

با توجه به معادلۀ (14) ( Es ولتاژ ابتدای خط و Er ولتاژ انتهای خط می باشد ).

که در حالت تعادل Pm = Pe برابر است و بر طبق معادله نوسان ( اگر D = 0 ) آنگاه شتاب ژنراتور صفر می شود ( ) اگریک خط در سیستم بوجود آید آنگاه Er صفر می شود و P نیز به صفر نزدیک می شود آنگاه Pm – Pe > 0 یعنیj یعنی ژنراتور شروع به شتاب گرفتن می کند و زاویه از به می رسد این زاویه ای است که خطای سیستم رفع شده است.

در موقع اتصال ممکن است به دلایلی قسمتی که خطا بر روی آن رخ داده حذف شود بنابراین بر روی یک منحنی دیگر توان پوش می نمائیم در این حالت اگر بتوانیم مقدار انرژی که در سیستم جذب شده به سیستم منتقل نمائیم سیستم پایدار است

سیستم پایدار اگر

سیستم ناپایدار اگر

سیستم پایدار مرزی است اگر

در سطح () Pm – Pe < 0 و و ژنراتور شتاب منفی می گیرد.

در حالت اتصال کوتاه

بعد از اتصال کوتاه

حداکثر توانی که می توانیم در سیستم داشته باشیم در و با عبور از90 با کاهش توان سیستم ناپایدار می شود

2-روشهای بهبود این پدیده

جهت بهبود پایداری های گذرا و دینامیکی و استاتیکی روش های متفاوتی از جمله از جمله روش Pss و AVR و سیستم گاورنر و سیستم تحریک و... وجود دارد که این روش ها روش های کلاسیک می باشند ولی با توجه به اینکه پدیده های گذرا پدیده هایی هستند که در زمان بسیار اندکی اتفاق می افتند و زمان بسیار مهم این روش های کنترل کلاسیک قادر به پاسخگویی نخواهند بود بنابراین مجبور شدند با توجه به پیشرفت الکترونیک قدرت ادوات انعطاف پذیر سیستم های انتقال AC یا FACTS را بسازند که سرعت پاسخ دهی آنها به این پدیده ها و بهبود آنها بسیار زیاد است.

3- ادوات FACTS

ادوات FACTS به سه صورت در شبکه قدرت قرار می گیرند

3-1موازی

3-2سری

3-3سری- موازی

1-1 موازی

ادواتی که بصورت موازی در سیستم قرار می گیرند به صورت منابع جریان کنترل شوند با ولتاژ مدل می شوند که بر چند نوع می باشند

الف) SVC

این عنصر در شبکه صورت موازی قرار می گیرد و با توجه به رفتار دینامیکی SVC می توان آن را از لحاظ مداری بصورت یک سوسپتانس کنترل شونده در شبکه در نظر گرفت [22] [21]

ساختمان SVC از FC ( Fiexed Capocitor) و یک Tcr و یک خازن که همراه با دو SCR ( تریستور ) که بصورت موازی و معکوس با همدیگر بسته شده اند جهت بهبود پایداری گذرا در سیستم قدرت مانند یک سوپتانس متغییر در شبکه قدرت عمل می کند [23]

برای یک Svc داریم( 17)

( ولتاژ ترمینال svc است )

( سوپستانس قابل تغییر svc است )

شکل مداری svc

ب) Statcom

Statcom از کلیدهای قدرت تشکیل شده و سرعت پاسخ دهی بالایی دارد و به صورت منبع جریان در سیستم مدل می شود یعنی جهت بهبود پایداری گذرا با تزریق یا جذب توان رأکتیو این پدیده را کنترل می کند. شکل و نحوه اتصال آن به شبکه در شکل زیر نمایش داده شده است که با

دانلود پایان نامه بررسی انواع تجهیزات خانواده FACTS

اختصاصی از کوشا فایل دانلود پایان نامه بررسی انواع تجهیزات خانواده FACTS دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

...

دانلود پایان نامه بررسی انواع تجهیزات خانواده FACTS

اختصاصی از کوشا فایل دانلود پایان نامه بررسی انواع تجهیزات خانواده FACTS دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:60

فهرست مطالب:
عنوان     صفحه
فصل اول : پیشگفتار     
1-1 مقدمه     1
1-2 محدودیت های انتقال توان در سیستم های قدرت1-2-1 عبور توان در مسیرهای ناخواسته     12
1-2-2 ضرفیت توان خطوط انتقال     3
1-3 مشخصه باپذیری خطوط انتقال     3
1-3-1 محدودیت حرارتی     4
1-3-2 محدودیت افت ولتاژ     5
1-3-3 محدودیت پایداری     6
1-4 راه حل‌ها1-4-1 کاهش امپدانس خط با نصب خازن سری     77
1-4-2 بهبود پرفیل ولتاژ در وسط خط     8
1-4-3 کنترل توان با تغییر زاویه قدرت     8
1-5 راه حل‌های‌ کلاسیک     9
1-5-1 بانک‌های خازنی سری با کلیدهای مکانیکی     9
1-5-2 بانک‌های خازنی وراکتوری موازی قابل کنترل با کلیدهای مکانیکی     9
1-5-3 جابجاگر فاز     9
  فصل دوم : آشنایی اجمالی با ادوات FACTS     
2-1 مقدمه     11
2-2 انواع اصلی کنترل کننده های FACTS     11
2-2-1 کنترل کننده‌های سری     11
2-2-1-1 جبران ساز سنکرون استاتیکی به صورت سری(SSSC)     11
2-2-1-2 کنترل کننده‌های انتقال توان میان خط(IPFC)     12
2-2-1-3 خازن سری با کنترل تریستوری (TCSC)     12
2-2-1-4 خازن سری قابل کلیدزنی با تریستور (TSSSC)     12
2-2-1-5 خازن سری قابل کلید زنی با تریستور (TSSC)     12
2-2-1-6 راکتور سری قابل کلید زنی با تریستور (TSSR)     13
2-2-1-7 راکتور با کنترل تریستوری (TCSR)     13
2-2-2 کنترل کننده‌های موازی     13
2-2-2-1 جبران کننده سنکرون استاتیکی(STATCOM)     13
2-2-2-2 مولد سنکرون استاتیکی (SSG)     13
2-2-2-3 جبران ساز توان راکتیو استاتیکی(SVC)     14
2-2-2-4 راکتور قابل کنترل با تریستور (TCR)     14
2-2-2-5 راکتور قابل کلیدزنی با تریستور(TSR)     14
2-2-2-6 خازن قابل کلیدزنی با تریستور (TSC)     14
2-2-2-7 مولد یا جذب کننده توان راکتیو (SVG)     15
2-2-2-8 سیستم توان راکتیو استاتیکی (SVS)     15
2-2-2-9 ترمز مقاومتی با کنترل تریستوری (TCBR)     15
2-2-3 کنترل کننده ترکیبی سری – موازی     15
2-2-3-1 کنترل کننده یکپارچه انتقال توان (UPFC)     15
2-2-3-2 محدود کننده ولتاژ با کنترل تریستوری(TCVL)     16
2-2-3-3 تنظیم کننده ولتاژ با کنترل تریتسوری (TCVR)     16
2-2-3-4 جبران‌سازهای استاتیکی توان راکتیو SVC و STATCOM     16
2-3 مقایسه میان SVC و STATCOM     17
2-4 خازن سری کنترل شده با تریستور GTO (GCSC)     18
2-5 خازن سری سوئیچ شده با تریستور (TSSC)     18
2-6 خازن سری کنترل شده با تریستور (TCSC)     19
فصل سوم : بررسی انواع کاربردی ادوات FACTS     
3-1 مقدمه     20
3-2 منبع ولتاژ سنکرون بر پایه سوئیچینگ مبدل     20
3-3 کنترل کننده توان عبوری بین خطی (IPFC)     23
3-4 جبرانگر سنکرون استاتیکی سری (SSSC)     28
3-5 جبرانگر سنکرون استاتیکی (STATCOM)     31
3-6 آشنایی با UPFC     35
3-6-1 تاثیر UPFC بر منحنی بارپذیری     36
3-6-2 معرفی UPFC     36
3-7 آشنایی با SMES     38
3-7-1 نحوه کار سیستم SMES     38
3-7-2 مقایسه SMES با دیگر ذخیره کننده های انرژی     40
3-8 آشنایی با UPQC     40
3-8-1 ساختار و وظایف UPQC     41
3-9 آشنایی با HVDCLIGHT     42
3-9-1 مزایای سیستم HVDCLIGHT     43
3-9-2 کاربرد سیستم HVDCLIGHT     44
3-9-3 عیب سیستم HVDCLIGHT     46
3-9-4 بررسی اضافه ولتاژهای داخلی در خطوط انتقال قدرت HVDC     46
3-10 مقایسه SCC و TCR از دیدگاه هارمونیک های تزریقی به شبکه توزیع     47
3-11 SVC     49
3-12 مبدل های منبع ولتاژ VSC     51
فصل چهارم : نتیجه گیری     55
منابع     58

 چکیده:

فصل اول

پیشگفتار

1-1 مقدمه

این نوشتار عهده دار معرفی ادوات جدید سیستم های مدرن انتقال انرژی می‌باشد که تحول زیادی را در بهره‌برداری و کنترل سیستمهای قدرت ایجاد خواهد کرد.

با رشد روز افزون مصرف،سیستمهای انتقال انرژی با بحران محدودیت انتقال توان مواجه هستند.این محدودیتها عملاً بخاطر حفظ پایداری و تامین سطح مجاز ولتاژ بوجود می‌آیند.بنابراین ظرفیت بهره‌برداری عملی خطوط انتقال بسیار کمتر از ظرفیت واقعی خطوط که همان حد حرارتی آنهاست ، می‌باشد.این امر موجب عدم بهره برداری بهینه از سیستم‌های انتقال انرژی خواهد شد.یکی از راههای افزایش ظرفیت انتقال توان‌،‌احداث خطوط جدید است که این امر هم چندان ساده نیست ومشکلات فراوانی را به همراه دارد.

با پیشرفت صنعت نیمه هادیها و استفاده آنها در سیستم قدرت،مفهوم سیستم های انتقال انرژی انعطاف‌پذیر(FACTS) مطرح شد که بدون احداث خطوط جدید بتوان از ظرفیت واقعی سیستم انتقال استفاده کرد.

پیشرفت اخیر صنعت الکترونیک در طراحی کلیدهای نیمه هادی با قابلیت خاموش شدن و استفاده از آن در مبدل های منبع ولتاژ در سطح توان و ولتاژ سیستم قدرت علاوه بر معرفی ادوات جدیدتر،تحولی در مفهوم FACTS بوجود آورد و سیستمهای انتقال انرژی را بسیار کارآمدتر و موثرتر خواهد کرد .

برای درک بهتر و شناساندن مشخصات برجسته این ادوات درقدم اول لازم است مشکلات موجود سیستم های انتقال انرژی شناسائی شوند.آنگاه راه حل های کلاسیک برای رفع آنها بیان می شوند.مبدل‌های منبع ولتاژ،که ساختار کلیه ادوات جدید FACTS بر آن استوار است در بخش بعدی مورد بحث قرار
می گردد و در خاتمه نسل جدید ادوات FACTS معرفی می شوند .

1-2 محدودیتهای انتقال توان در سیستمهای قدرت

یک سیستم قدرت از سه قسمت عمده تولید،انتقال و مصرف تشکیل شده است. هدف یک مهندس بهره‌بردار قدرت این است که توان خواسته شده مصرف‌کننده را تحت ولتاژ ثابت و فرکانس معین تامین نماید.از لحاظ کنترل روی مصرف کننده نمی توان محدودیت زیادی اعمال کرد زیرا او خریدار است و خواسته هایش باید تامین شود.

در نتیجه ، کنترل اصلی در شبکه برق روی بخش تولید و انتقال است.حالت مطلوب در سیستم تولید و انتقال این است که این سیستم بایستی قابلیت تولید و انتقال توان خواسته شده را دارا باشد.معمولاً در طراحی اولیه،این خواسته در نظر گرفته می شود.ولی با گذشت زمان تغییراتی از قبیل رشد مصرف،اتصال شبکه‌های دیگر به شبکه قبلی و تاسیس نیروگاهها و خطوط انتقال جدید و … این تعادل را بر هم زده و محدودیت هایی را در بهره ‌برداری از شبکه قدرت بوجود می آورند.

گسترش سیستم های قدرت و به هم پیوستن آنها در دو ناحیه متمایز صورت گرفت. ناحیه ای با درصد جمعیت زیاد و وجود نیروگاه های نزدیک به مصرف که توسعه سیستم قدرت را تبدیل به یک شبکه به هم‌پیوسته غربالی تبدیل کرده است ، مثل شبکه های قدرت در اروپا و شرق ایالات متحده آمریکا و ناحیه‌ای که مقدار توان عظیمی را از نیروگاههای آبی به مراکز مصرف در فواصل دور تحویل می دهد.از قبیل سیستمهای موجود در کانادا و برزیل .

کنترل و پایداری سیستم های قدرت توسط ادوات FACTS

اختصاصی از کوشا فایل کنترل و پایداری سیستم های قدرت توسط ادوات FACTS دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

مقدمه

این نوشتار عهده دار معرفی ادوات جدید سیستم های مدرن انتقال انرژی می‌باشد که تحول زیادی را در بهره‌برداری و کنترل سیستمهای قدرت ایجاد خواهد کرد.

با رشد روز افزون مصرف،سیستمهای انتقال انرژی با بحران محدودیت انتقال توان مواجه هستند.این محدودیتها عملاً بخاطر حفظ پایداری و تامین سطح مجاز ولتاژ بوجود می‌آیند.بنابراین ظرفیت بهره‌برداری عملی خطوط انتقال بسیار کمتر از ظرفیت واقعی خطوط که همان حد حرارتی آنهاست ، می‌باشد.این امر موجب عدم بهره برداری بهینه از سیستم‌های انتقال انرژی خواهد شد.یکی از راههای افزایش ظرفیت انتقال توان‌،‌احداث خطوط جدید است که این امر هم چندان ساده نیست ومشکلات فراوانی را به همراه دارد.

با پیشرفت صنعت نیمه هادیها و استفاده آنها در سیستم قدرت،مفهوم سیستم های انتقال انرژی انعطاف‌پذیر(FACTS) مطرح شد که بدون احداث خطوط جدید بتوان از ظرفیت واقعی سیستم انتقال استفاده کرد.

پیشرفت اخیر صنعت الکترونیک در طراحی کلیدهای نیمه هادی با قابلیت خاموش شدن و استفاده از آن در مبدل های منبع ولتاژ در سطح توان و ولتاژ سیستم قدرت علاوه بر معرفی ادوات جدیدتر،تحولی در مفهوم FACTS بوجود آورد و سیستمهای انتقال انرژی را بسیار کارآمدتر و موثرتر خواهد کرد .

برای درک بهتر و شناساندن مشخصات برجسته این ادوات درقدم اول لازم است مشکلات موجود سیستم های انتقال انرژی شناسائی شوند.آنگاه راه حل های کلاسیک برای رفع آنها بیان می شوند.مبدل‌های منبع ولتاژ،که ساختار کلیه ادوات جدید FACTS بر آن استوار است در بخش بعدی مورد بحث قرار
می گردد و در خاتمه نسل جدید ادوات FACTS معرفی می شوند

فهرست مطالب
فصل اول : پیشگفتار
۱-۱ مقدمه  ۱
۱-۲  محدودیت های انتقال توان در سیستم های قدرت
۱-۲-۱ عبور توان در مسیرهای ناخواسته  ۱
۱-۲-۲  ضرفیت توان خطوط انتقال  ۳
۱-۳ مشخصه باپذیری خطوط انتقال  ۳
۱-۳-۱ محدودیت حرارتی ۴
۱-۳-۲ محدودیت افت ولتاژ ۵
۱-۳-۳ محدودیت پایداری  ۶
۱-۴ راه حل‌ها
۱-۴-۱ کاهش امپدانس خط با نصب خازن سری ۷
۱-۴-۲ بهبود پرفیل ولتاژ در وسط خط  ۸
۱-۴-۳ کنترل توان با تغییر زاویه قدرت  ۸
۱-۵ راه حل‌های‌ کلاسیک ۹
۱-۵-۱ بانک‌های خازنی سری با کلیدهای مکانیکی ۹
۱-۵-۲ بانک‌های خازنی وراکتوری موازی قابل کنترل با کلیدهای مکانیکی  ۹
۱-۵-۳ جابجاگر فاز ۹
فصل دوم : آشنایی اجمالی با ادوات FACTS
۲-۱ مقدمه ۱۱
۲-۲ انواع اصلی کنترل کننده های FACTS 11
۲-۲-۱ کنترل کننده‌های سری ۱۱
۲-۲-۱-۱ جبران ساز سنکرون استاتیکی به صورت سری(SSSC) 11
۲-۲-۱-۲ کنترل کننده‌های انتقال  توان میان خط(IPFC) 12
۲-۲-۱-۳ خازن سری با کنترل تریستوری (TCSC) 12
۲-۲-۱-۴ خازن سری قابل کلیدزنی با تریستور (TSSSC) 12
۲-۲-۱-۵ خازن سری قابل کلید زنی با تریستور (TSSC) 12
۲-۲-۱-۶ راکتور سری قابل کلید زنی با تریستور (TSSR) 13
۲-۲-۱-۷ راکتور با کنترل تریستوری (TCSR) 13
۲-۲-۲ کنترل کننده‌های موازی  ۱۳
۲-۲-۲-۱ جبران کننده سنکرون استاتیکی(STATCOM)  ۱۳
۲-۲-۲-۲ مولد سنکرون استاتیکی (SSG) 13
۲-۲-۲-۳ جبران ساز توان راکتیو استاتیکی(SVC) 14
۲-۲-۲-۴ راکتور قابل کنترل با تریستور (TCR) 14
۲-۲-۲-۵ راکتور قابل کلیدزنی با تریستور(TSR) 14
۲-۲-۲-۶ خازن قابل کلیدزنی با تریستور (TSC) 14
۲-۲-۲-۷ مولد یا جذب کننده توان راکتیو (SVG) 15
۲-۲-۲-۸ سیستم توان راکتیو استاتیکی (SVS) 15
۲-۲-۲-۹ ترمز مقاومتی با کنترل تریستوری (TCBR) 15
۲-۲-۳ کنترل کننده ترکیبی سری – موازی  ۱۵
۲-۲-۳-۱ کنترل کننده یکپارچه انتقال  توان (UPFC) 15
۲-۲-۳-۲ محدود کننده ولتاژ با کنترل تریستوری(TCVL) 16
۲-۲-۳-۳ تنظیم کننده ولتاژ با کنترل تریتسوری (TCVR) 16
۲-۲-۳-۴ جبران‌سازهای استاتیکی توان راکتیو SVC و STATCOM 16
۲-۳ مقایسه میان SVC و STATCOM 17
۲-۴ خازن سری کنترل شده با تریستور GTO (GCSC) 18
۲-۵ خازن سری سوئیچ شده با تریستور (TSSC) 18
۲-۶ خازن سری کنترل شده با تریستور (TCSC) 19
فصل سوم : بررسی انواع کاربردی ادوات FACTS
۳-۱ مقدمه  ۲۰
۳-۲ منبع ولتاژ سنکرون بر پایه سوئیچینگ مبدل  ۲۰
۳-۳ کنترل کننده توان عبوری بین خطی (IPFC) 23
۳-۴ جبرانگر سنکرون استاتیکی سری (SSSC) 28
۳-۵ جبرانگر سنکرون استاتیکی (STATCOM) 31
۳-۶ آشنایی با UPFC 35
۳-۶-۱ تاثیر UPFC بر منحنی بارپذیری ۳۶
۳-۶-۲ معرفی UPFC 36
۳-۷ آشنایی با SMES 38
۳-۷-۱ نحوه کار سیستم SMES 38
۳-۷-۲ مقایسه SMES با دیگر ذخیره کننده های انرژی  ۴۰
۳-۸ آشنایی با UPQC 40
۳-۸-۱ ساختار و وظایف UPQC 41
۳-۹ آشنایی با HVDCLIGHT 42
۳-۹-۱ مزایای سیستم HVDCLIGHT 43
۳-۹-۲ کاربرد سیستم HVDCLIGHT 44
۳-۹-۳ عیب سیستم HVDCLIGHT 46
۳-۹-۴ بررسی اضافه ولتاژهای داخلی در خطوط انتقال قدرت HVDC 46
۳-۱۰ مقایسه SCC  و TCR از دیدگاه هارمونیک های تزریقی به شبکه توزیع  ۴۷
۳-۱۱ SVC 49
۳-۱۲ مبدل های منبع ولتاژ VSC 51
فصل چهارم : نتیجه گیری ۵۵
منابع ۵۸

دانلود پایان نامه بررسی انواع تجهیزات خانواده FACTS

اختصاصی از کوشا فایل دانلود پایان نامه بررسی انواع تجهیزات خانواده FACTS دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

بررسی انواع تجهیزات خانواده FACTS

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:58

پایان نامه کارشناسی رشته مهندسی برق – قدرت

فهرست مطالب :

فصل اول : پیشگفتار

1-1 مقدمه

1-2 محدودیت های انتقال توان در سیستم های قدرت

1-2-1 عبور توان در مسیرهای ناخواسته

1-2-2 ضرفیت توان خطوط انتقال

1-3 مشخصه باپذیری خطوط انتقال

1-3-1 محدودیت حرارتی

1-3-2 محدودیت افت ولتاژ

1-3-3 محدودیت پایداری

1-4 راه حل‌ها

1-4-1 کاهش امپدانس خط با نصب خازن سری

1-4-2 بهبود پرفیل ولتاژ در وسط خط

1-4-3 کنترل توان با تغییر زاویه قدرت

1-5 راه حل‌های‌ کلاسیک

1-5-1 بانک‌های خازنی سری با کلیدهای مکانیکی

1-5-2 بانک‌های خازنی وراکتوری موازی قابل کنترل با کلیدهای مکانیکی

1-5-3 جابجاگر فاز

فصل دوم : آشنایی اجمالی با ادوات FACTS

2-1 مقدمه

2-2 انواع اصلی کنترل کننده های FACTS

2-2-1 کنترل کننده‌های سری

2-2-1-1 جبران ساز سنکرون استاتیکی به صورت سری(SSSC)

2-2-1-2 کنترل کننده‌های انتقال توان میان خط(IPFC)

2-2-1-3 خازن سری با کنترل تریستوری (TCSC)

2-2-1-4 خازن سری قابل کلیدزنی با تریستور (TSSSC)

2-2-1-5 خازن سری قابل کلید زنی با تریستور (TSSC)

2-2-1-6 راکتور سری قابل کلید زنی با تریستور (TSSR)

2-2-1-7 راکتور با کنترل تریستوری (TCSR)

2-2-2 کنترل کننده‌های موازی

2-2-2-1 جبران کننده سنکرون استاتیکی(STATCOM)

2-2-2-2 مولد سنکرون استاتیکی (SSG)

2-2-2-3 جبران ساز توان راکتیو استاتیکی(SVC)

2-2-2-4 راکتور قابل کنترل با تریستور (TCR)

2-2-2-5 راکتور قابل کلیدزنی با تریستور(TSR)

2-2-2-6 خازن قابل کلیدزنی با تریستور (TSC)

2-2-2-7 مولد یا جذب کننده توان راکتیو (SVG)

2-2-2-8 سیستم توان راکتیو استاتیکی (SVS)

2-2-2-9 ترمز مقاومتی با کنترل تریستوری (TCBR)

2-2-3 کنترل کننده ترکیبی سری – موازی

2-2-3-1 کنترل کننده یکپارچه انتقال توان (UPFC)

2-2-3-2 محدود کننده ولتاژ با کنترل تریستوری(TCVL)

2-2-3-3 تنظیم کننده ولتاژ با کنترل تریتسوری (TCVR)

2-2-3-4 جبران‌سازهای استاتیکی توان راکتیو SVC و STATCOM

2-3 مقایسه میان SVC و STATCOM

2-4 خازن سری کنترل شده با تریستور GTO (GCSC)

2-5 خازن سری سوئیچ شده با تریستور (TSSC)

2-6 خازن سری کنترل شده با تریستور (TCSC)

فصل سوم : بررسی انواع کاربردی ادوات FACTS

3-1 مقدمه

3-2 منبع ولتاژ سنکرون بر پایه سوئیچینگ مبدل

3-3 کنترل کننده توان عبوری بین خطی (IPFC)

3-4 جبرانگر سنکرون استاتیکی سری (SSSC)

3-5 جبرانگر سنکرون استاتیکی (STATCOM)

3-6 آشنایی با UPFC

3-6-1 تاثیر UPFC بر منحنی بارپذیری

3-6-2 معرفی UPFC

3-7 آشنایی با SMES

3-7-1 نحوه کار سیستم SMES

3-7-2 مقایسه SMES با دیگر ذخیره کننده های انرژی

3-8 آشنایی با UPQC

3-8-1 ساختار و وظایف UPQC

3-9 آشنایی با HVDCLIGHT

3-9-1 مزایای سیستم HVDCLIGHT

3-9-2 کاربرد سیستم HVDCLIGHT

3-9-3 عیب سیستم HVDCLIGHT

3-9-4 بررسی اضافه ولتاژهای داخلی در خطوط انتقال قدرت HVDC

3-10 مقایسه SCC و TCR از دیدگاه هارمونیک های تزریقی به شبکه توزیع

3-11 SVC

3-12 مبدل های منبع ولتاژ VSC

فصل چهارم : نتیجه گیری

منابع

چکیده :

این نوشتار عهده دار معرفی ادوات جدید سیستم های مدرن انتقال انرژی می‌باشد که تحول زیادی را در بهره‌برداری و کنترل سیستمهای قدرت ایجاد خواهد کرد.

با رشد روز افزون مصرف،سیستمهای انتقال انرژی با بحران محدودیت انتقال توان مواجه هستند.این محدودیتها عملاً بخاطر حفظ پایداری و تامین سطح مجاز ولتاژ بوجود می‌آیند.بنابراین ظرفیت بهره‌برداری عملی خطوط انتقال بسیار کمتر از ظرفیت واقعی خطوط که همان حد حرارتی آنهاست ، می‌باشد.این امر موجب عدم بهره برداری بهینه از سیستم‌های انتقال انرژی خواهد شد.یکی از راههای افزایش ظرفیت انتقال توان‌،‌احداث خطوط جدید است که این امر هم چندان ساده نیست ومشکلات فراوانی را به همراه دارد.

با پیشرفت صنعت نیمه هادیها و استفاده آنها در سیستم قدرت،مفهوم سیستم های انتقال انرژی انعطاف‌پذیر(FACTS) مطرح شد که بدون احداث خطوط جدید بتوان از ظرفیت واقعی سیستم انتقال استفاده کرد.

پیشرفت اخیر صنعت الکترونیک در طراحی کلیدهای نیمه هادی با قابلیت خاموش شدن و استفاده از آن در مبدل های منبع ولتاژ در سطح توان و ولتاژ سیستم قدرت علاوه بر معرفی ادوات جدیدتر،تحولی در مفهوم FACTS بوجود آورد و سیستمهای انتقال انرژی را بسیار کارآمدتر و موثرتر خواهد کرد .

برای درک بهتر و شناساندن مشخصات برجسته این ادوات درقدم اول لازم است مشکلات موجود سیستم های انتقال انرژی شناسائی شوند.آنگاه راه حل های کلاسیک برای رفع آنها بیان می شوند.مبدل‌های منبع ولتاژ،که ساختار کلیه ادوات جدید FACTS بر آن استوار است در بخش بعدی مورد بحث قرار
می گردد و در خاتمه نسل جدید ادوات FACTS معرفی می شوند .

1-2 محدودیتهای انتقال توان در سیستمهای قدرت

یک سیستم قدرت از سه قسمت عمده تولید،انتقال و مصرف تشکیل شده است. هدف یک مهندس بهره‌بردار قدرت این است که توان خواسته شده مصرف‌کننده را تحت ولتاژ ثابت و فرکانس معین تامین نماید.از لحاظ کنترل روی مصرف کننده نمی توان محدودیت زیادی اعمال کرد زیرا او خریدار است و خواسته هایش باید تامین شود.

در نتیجه ، کنترل اصلی در شبکه برق روی بخش تولید و انتقال است.حالت مطلوب در سیستم تولید و انتقال این است که این سیستم بایستی قابلیت تولید و انتقال توان خواسته شده را دارا باشد.معمولاً در طراحی اولیه،این خواسته در نظر گرفته می شود.ولی با گذشت زمان تغییراتی از قبیل رشد مصرف،اتصال شبکه‌های دیگر به شبکه قبلی و تاسیس نیروگاهها و خطوط انتقال جدید و ... این تعادل را بر هم زده و محدودیت هایی را در بهره ‌برداری از شبکه قدرت بوجود می آورند.

گسترش سیستم های قدرت و به هم پیوستن آنها در دو ناحیه متمایز صورت گرفت. ناحیه ای با درصد جمعیت زیاد و وجود نیروگاه های نزدیک به مصرف که توسعه سیستم قدرت را تبدیل به یک شبکه به هم‌پیوسته غربالی تبدیل کرده است ، مثل شبکه های قدرت در اروپا و شرق ایالات متحده آمریکا و ناحیه‌ای که مقدار توان عظیمی را از نیروگاههای آبی به مراکز مصرف در فواصل دور تحویل می دهد.از قبیل سیستمهای موجود در کانادا و برزیل .

الحاق شبکه‌ها به هم علاوه بر مزیت فراوانی که در برداشت،مشکلات عدیده‌ای را هم به همراه آورد. مشکلی که در انتقال توان سیستم‌های به هم پیوسته غربالی وجود دارد، عبور توان در مسیرهای ناخواسته است که به عنوان مشکل توان در حلقه[1] شناخته می شود.عبور این توان در مسیرهای ناخواسته موجب افزایش بار غیر مجاز و عدم بهره‌برداری بهینه از سیستم خواهد شد.لذا بایستی به طریقی توان عبوری از یک مسیر را کنترل نموده و از طرفی برای سیستم های انتقال انرژی طولانی مسئله توان در حلقه مشکل ساز نیست بلکه مشکل عمده در این سیستم ها ، مسئله پایداری گذرا و افت ولتاژ غیر مجاز است.به این معنی که برای حفظ پایداری شبکه و تثبیت سطح ولتاژ مجاز،توان عبوری در سیستم انتقال باید محدود شود.بر این اساس،حالت ایده‌آل یک سیستم انتقال انرژی موقعی است که :

1. کنترل توان در مسیرهای خواسته شده انجام پذیرد.
2. ظرفیت بهره برداری کلیه خطوط در حد ظرفیت حرارتی قرار داشته باشد.

در نتیجه مشکلات عمده در بهره‌برداری از سیستم‌های انتقال انرژی عبارتند از عبور توان در مسیرهای ناخواسته و عدم بهره‌برداری از ظرفیت سیستم‌های انتقال در حد ظرفیت حرارتی.

1-2-1 عبور توان در مسیرهای ناخواسته

برای بررسی مسئله عبور توان در مسیرهای ناخواسته ، سیستم شکل (1-1) زیر را در نظر بگیرید.

در این سیستم دو ژنراتور A وB به ترتیب با تولید MW2000 وMW 1000،توان درخواستیMW3000 را از طریق خطوط AC با قدرت انتقالیMW 2000،(MW1000)AB،(MW1250) BC به بار نقطه C تحویل می دهند.قابل ذکر است که عبور توان در یک شبکه بعلت پارامترهای خطوط انتقالی به آسانی قابل کنترل نیست و در نتیجه،همانطور که در شکل نشان داده شده است ، خط BC بیش از قدرت نامی خویش توان انتقال می دهد.در حالیکه خطوط AC و AB هنوز توانائی انتقال توان بیشتر را دارند.اگر مصرف کننده C بخواهد توان بیشتری را تقاضا کند با وجود ظرفیت خالی خطوط مذکور انتقال توان به این مصرف کننده بخاطر افزایش بار خط BC امکان پذیر نخواهد بود.

1-2-2 ظرفیت توان خطوط انتقال

برای بررسی مشکل دیگر سیستم های انتقال انرژی(عدم بهره برداری از ظرفیت کامل خطوط)لازم است مشخصه بار پذیری خطوط انتقال و مسایل وابسته به آن شناسائی شوند .

1-3 مشخصه بار پذیری خطوط انتقال

سیستم های خطوط انتقال انرژی که توان نیروگاه های دور دست را به مصرف کننده می رسانند،به خاطر مسایل پایداری و افت ولتاژ،ظرفیت بارپذیری خطوط با مقدار واقعی آن تفاوت زیادی خواهد داشت.

بارپذیری یک خط طبق تعریف برابر با حد بارگذاری خط (برحسب درصدی از بار امپدانس ضربه)در محدوده های مشخص حرارتی،افت ولتاژ و پایداری است.

برای نخستین بار آقای Clair.St درسال 1953میلادی این مفهوم را مطرح کرد و بر اساس ملاحظات علمی و تجربی،منحنی‌های قابلیت انتقال توان خطوط را در محدوده ولتاژ 330 کیلووات و تا طول 400‌مایل را بدست آورد .این منحنی‌ها(که به نام خودش مشهور است)ابزار ارزشمندی برای مهندسان طراحی سیستم‌های انتقال برای تخمین سریع حدود حداکثر بارگذاری خطوط است بعدها کار او بصورت محاسباتی تعمیم داده شده است بر اساس این مطالعات مشخصه بارپذیری خطوط انتقال توسعه سه عامل محدود می‌شود: محدودیت حرارتی،محدودیت افت ولتاژ و محدودیت پایداری.

برای بررسی این محدودیت ها سیستم شکل (2-1) را در نظر می گیریم که دو انتهای سیستم انتقال(پایانه ارسالی و پایانه دریافتی)توسط مدل تونن آن نشان داده شده است.

-3-1 محدودیت حرارتی (Thermal Limits)

حرارت حاصل از عبور جریان خطوط انتقال دوتاثیر نامطلوب دارد:

• ذوب شدن و از دست دادن تدریجی قدرت مکانیکی هادی آلومینیومی بعلت قرار گرفتن در معرض دماهای بالا بطور مداوم.
• افزایش انحنای خط و کاهش فاصله آن با زمین به دلیل انبساط خط در دماهای بالا (شکل 3-1)

معمولاً دومین عامل از عوامل فوق،حداکثر دمای کاری مجاز را تعیین می کند. در این حد،انحنانی خط به حداکثر مجاز خود نسبت به زمین می رسد. بر اساس ملاحظات مربوط به ذوب،حداکثر دمای مجاز برای خطوط با مقدار آلومینیوم بالا مساوی 127 و برای سایر هادیها 150 است.حداکثر جریان مجاز، بستگی به دمای محیط و سرعت بالا دارد . ثابت زمانی حرارتی در حدود 10 تا 20 دقیقه است از این رو بین ظرفیت‌نامی پیوسته و ظرفیت نامی زمان محدود می توان تفاوت قایل شد.بر این اساس در وضعیت‌های اضطراری با در نظر گرفتن جریان قبل از اغتشاش،دمای محیط و سرعت باد،از ظرفیت نامی زمان محدود استفاده کرد.

1-3-2 محدودیت افت ولتاژ

با در نظر گرفتن مدل خط انتقال و پارامترهای تشکیل دهنده آن،پروفیل ولتاژ برای سیستم شکل (2-1) به ازای فاصله خط و توان انتقالی نامی و بی‌باری در شکل(4-1)نشان داده شده است.همانطور که ملاحظه می شود،ولتاژ خط در طول خط ثابت نبوده و شدیداً تابعی از توان انتقالی خط خواهد بود.این تغییرات ولتاژ بایستی درمحدوده مجاز باشد لذا انتقال توان در این خطوط محدود به تغییرات دامنه ولتاژ خواهد بود.به بیان دیگراگر طول خط را به عنوان یک پارامتر در نظر بگیریم مشخصه بارپذیری خط را تابعی از طول خط بر‌اساس محدودیت افت ولتاژ را می توان بصورت زیر محاسبه کرد.

مقادیر ولتاژ پایانه های ارسالی و دریافت و بر اساس محاسبه پخش بار بدست می آید و برای این سیستم محدودیت افت ولتاژ 5% در نظر گرفته شده است.آنگاه طول خط به عنوان یک پارامتر در نظر گرفته و با مقدار اولیه آن شروع می کنیم و دامنه ولتاژ را حساب می کنیم.

و...

NikoFile