چکیده
کنترل کننده توان یکپارچه از عناصر جدید ادوات FACTS می باشد که قابلیت های برجسته ای در کنترل توان در سیستم های انتقال و همچنین بهبود رفتار سیستم در حالت دینامیک دارا می باشد. از موضوعات مهم این عنصر داشتن مدل مناسب برای پخش بار می باشد. اولین مدل پخش بار آن در سال 1996 ارائه شد که تاکنون مطالعات زیادی روی آن صورت گرفت. در این پایان نامه مدل های مختلف ارائه شده آن مورد ارزیابی قرار گرفت و از میان آنها مدل مناسب از نظر سادگی و عملی بودن برای برنامه های پخش بار موجود انتخاب شده است. و صحت آن با شبیه سازی کامپیوتری به وسیله نرم افزارهای MATLAB و PSAT به اثبات رسید.
فصل اول
معرفی کنترل کننده توان یکپارچه (UPFC)
مقدمه:
با رشد روزافزون مصرف، سیستم های انتقال انرژی با بحران محدودیت های انتقال توان مواجه هستند. این محدودیت ها عملا به خاطر حفظ پایداری و تامین سطح مجاز ولتاژ به وجود می آیند. بنابراین ظرفیت بهره برداری عملی خطوط انتقال بسیار کمتر از ظرفیت واقعی خطوط که همان حد حرارتی آنهاست می باشد. علاوه بر این مشکل دیگری که در انتقال توان سیستم های بهم پیوسته وجود دارد، عبور توان در مسیرهای ناخواسته است که به عنوان مشکل در حلقه شناخته شده است عبور این توان در مسیرهای ناخواسته، موجب افزایش غیرمجاز و عدم بهره برداری بهینه از سیستم خواهد شد. حالت ایده آل یک سیستم انتقال انرژی موقعی است که:
1- کنترل توان در مسیرهای خواسته انجام پذیرد.
2- ظرفیت بهره برداری کلیه خطوط در حد ظرفیت حرارتی قرار بگیرد.
با پیشرفت صنعت نیمه هادی ها و استفاده آنها در سیستم قدرت، مفهوم سیستم های انتقال انرژی انعطاف پذیر (FACTS) مطرح شده که بدون احداث خطوط جدید بتوان از ظرفیت واقعی سیستم انتقال استفاده کرد. پیشرفت اخیر صنعت الکترونیک قدرت در طراحی کلیدهای نیمه هادی با قابلیت خاموش شدن و استفاده از آن در مبدل های منبع ولتاژ قابل استفاده در سطح توان و ولتاژ سیستم قدرت، علاوه بر معرفی ادوات جدیدتر، تحولی در مفهوم FACTS به وجود آورد و سیستم های انتقال انرژی را بسیار کارآمدتر و موثرتر خواهد کرد.
یکی از این ادوات جدید FACTS که از تکنولوژی مبدل های منبع ولتاژ (VSC) در آنها استفاده شده است، کنترل کننده توان یکپارچه (UPFC) می باشد برای درک بهتر رفتار UPFC لازم است که نحوه عملکرد مبدل های منبع ولتاژ مرور شود.
مبدل منبع ولتاژ (VSC)
شکل 1-1 نمودار مداری یک مبدل منبع ولتاژ را نشان می دهد که هر بازوی این مبدل از یک کلید GTO و یک دیود تشکیل شده است که به صورت معکوس با هم موازی شده اند تا عبور دو طرفه جریان امکان پذیر گردد.
طرف ac مبدل به شبکه و یا مصرف کننده ac و قسمت dc آن به یک خازن متصل می گردد. مشخصه برجسته مبدل های منبع ولتاژ این است که بدون نیاز به منبع انرژی ذخیره ای، (مثل خازن یا راکتور) می توانند توان راکتیو خازنی و یا سلفی شبکه را با طرح مناسب کلیدزنی جبران کنند. تذکر این نکته لازم است که خازن طرف dc هیچ نقشی در تهیه توان راکتیو مبدل ندارد و فقط برای تامین ولتاژ خروجی مبدل مورد استفاده قرار می گیرد و لذا قدرت نامی این خازن می تواند در مقایسه با ادوات تریستوری بسیار کوچک انتخاب گردد.
با انتخاب تدابیر کنترلی مناسب برای الگوی کلیدزنی می توان دامنه و فاز ولتاژ ac را به راحتی کنترل کرد. اگر فقط مولفه اول هارمونیک خروجی را در نظر بگیریم، یک مبدل منبع ولتاژ را می توان به صورت یک منبع ولتاژ مدل کرد که دامنه و فاز ولتاژ خروجی آن توسط الگوهای کلیدزنی به راحتی قابل کنترل است. شکل2-1 اتصال یک VSC را به شبکه نشان می دهد.
تعداد صفحه : 90
ارزیابی مدل های مختلف پخش بار برای کنترلگر توان یکپارچه UPFC
