با بررسی نتایج بدست آمده و مقایسه شکل موج اضافه ولتاژهای تولید شده با شکل موج اضافه ولتاژهای فروزرونانسی، وقوع پدیده فرورزونانسی در پست فیروزبهرام کاملاً مشهود است و اضافه ولتاژهای ناشی از این پدیده سبب تخریب برقگیرهای این پست گردیده است. در پایان نیز پیشنهاداتی جهت جلوگیری از بروز مجدد چنین حوادثی در پست مذکور ارائه شده است.
فهرست مطالب
فصل اول: مقدمه
۱-۱-کلیات
۱-۲-هدف
فصل دوم: بررسی انواع اضافه ولتاژها در سیستمهای قدرت و علل پیدایش آنها
۲-۱- مقدمه
۲-۲- انواع مختلف اضافه ولتاژها در شبکه
۲-۲-۱- اضافه ولتاژهای صاعقه
۲-۲-۱-۱- مشخصه اضافه ولتاژهای صاعقه
۲-۲-۲- اضافه ولتاژهای کلید زنی (قطع و وصل)
۲-۲-۲-۱- موج استاندارد قطع و وصل یا کلیدزنی
۲-۲-۲-۲- علل بروز اضافه ولتاژهای کلیدزنی
۲-۲-۲-۲-۱- اضافه ولتاژهای ناشی
از کلیدزنی جریانهای سلفی و خازن
۲-۲-۲-۲-۲- اضافه ولتاژهای کلیدزنی
ناشی از تغییرات ناگهانی بار
۲-۲-۳- اضافه ولتاژهای موقت
۲-۲-۳-۱- مقدمه
۲-۲-۳-۲- خطاهای زمین
۲-۲-۳-۳- تغییرات ناگهانی بار
۲-۲-۳-۴- اثر فرانتی
۲-۲-۳-۵- تشدید در شبکه
۲-۲-۳-۶- تشدید در خطوط موازی
فصل سوم: نحوه تعیین پارامترهای برقگیر جهت حفاظت از شبکه در مقابل اضافه ولتاژها
۳-۱- مقدمه
۳-۲- برقگیرهای اکسید روی
۳-۲-۱- ساختمان مقاومتهای غیر خطی
۳-۲-۲- منحنی ولت – آمپر غیرخطی مقاومتها
۳-۲-۳- پایداری حرارتی، اختلال حرارتی
۳-۲-۴- تعاریف و مشخصات برقگیرهای اکسید روی
۳-۲-۴-۱- ولتاژ نامی
۳-۲-۴-۲- مقدار حقیقی ولتاژ بهرهبرداری
۳-۳-۴-۳- حداکثر ولتاژ کار دائم
۳-۲-۴-۵- ولتاژ تخلیه
۳-۲-۴-۶- مشخصه حفاظتی برقگیر
۳-۲-۴-۷- نسبت حفاظتی
۳-۲-۴-۸- حاشیه حفاظتی
-۲-۴-۹- جریان مبنای برقگیر
۳-۲-۴-۱۰- ولتاژ مرجع
۳-۲-۴-۱۱- جریان دائم برقگیر
۳-۲-۴-۱۲- جریان تخلیه نامی برقگیر
۳-۲-۴-۱۳- قابلیت تحمل انرژی
۳-۲-۴-۱۴- کلاس تخلیه برقگیر
۳-۲-۵- انتخاب برقگیرها
۳-۲-۵-۱- انتخاب ولتاژ نامی و ولتاژ کار دائم
برقگیر
فصل چهارم: بررسی علل ایجاد اختلال در برقگیرهای اکسید روی
۴-۱- مقدمه
۴-۲- اشکالات مربوط به طراحی و ساخت برقگیر
۴-۳- پایین بودن کیفیت قرصهای وریستور
۴-۴- پیرشدن قرصهای اکسید روی تحت ولتاژ
نامی در طول زمان
۴-۵- نوع متالیزاسیون مورد استفاده
روی قاعده قرصهای اکسید روی
۴-۶- عدم کیفیت لازم عایق سطحی روی وریستورها
۴-۷- اشکالات مربوط به انتخاب نوع برقگیر ومحل آن در شبکه
۴-۷-۱- پایینبودن ظرفیت برقگیر مورد انتخاب نسبت به قدرت صاعقههای موجود در محل
۴-۷-۲- پایینبودن ولتاژ آستانه برقگیر انتخاب شده نسبت به سطح TOV
۴-۸- اشکالات ناشی از نحوه نگهداری و بهرهبرداری از برقگیر
۴-۸-۱- وجود تخلیه جزئی در داخل محفظه برقگیر
۴-۸-۲- آلودگی سطح خارجی محفظه برقگیر
۴-۸-۳- اکسید شدن و خرابی کنتاکتهای
مدارات خارجی برقگیر
فصل پنجم: شناسایی پدیده فرورزونانس و بررسی حادثه پست ۲۳۰/۴۰۰ کیلوولت فیروز بهرام
۵-۱- مقدمه
۵-۲- شناسایی پدیده فرورزونانس
۵-۳- فرورزونانس
۵-۳-۱- فرورزونانس سری یا ولتاژی
۵-۳-۲- فرورزونانس موازی یا فرورزونانس جریانی
۵-۴- طبقهبندی مدلهای فرورزونانس
۵-۴-۱- مدل پایه
۵-۴-۲- مدل زیر هارمونیک
۵-۴-۳- مدل شبه پریودیک
۵-۴-۴- مدل آشوب گونه
۵-۵- شناسایی فرورزونانس
۵-۶- جمعآوری اطلاعات شبکه وپست جهت شبیهسازی و
بررسی حادثه پست فیروز بهرام
۵-۷- بررسی حادثه مورخ ۲۸/۲/۸۱ پست فیروز بهرام
۵-۷-۱-مدلسازی ومطالعه حادثه با استفاده از
نرمافزار emtp
۵-۷-۱-۱- رفتار برقگیرهای سمت اولیه و ثانویه ترانسفورماتور در هنگام وقوع حادثه
۵-۷-۱-۲- رفتار برقگیر فاز T سمت KV230 ترانسفورماتور در هنگام وقوع حادثه
۵-۷-۱-۳- بررسی روشهای جهت جلوگیری از وقوع پدیده فرورزونانس در پست فیروز بهرام
الف- وجود بار در سمت ثانویه ترانسفورماتور
ب- ترانسپوز کردن خط رودشور – فیروز بهرام
فصل ششم: نتیجهگیری و پیشنهادات
۶-۱- نتیجهگیری و پیشنهادات
ضمائم
منابع و مراجع
عنوان انگلیسی:
Reactive Power Control Strategy of DFIG Wind Farms for Regulating Voltage of Power Gridناشر:PES General Meeting | Conference & Exposition, 2014 IEEE
تعداد صفحات انگلیسی:5
تعداد صفحات فارسی:14
Abstract
If a wind farm is weakly connected to a power grid, then the voltage of the connection point fluctuates frequently due to the changeable wind speed. The active and reactive power of a doubly-fed induction generator (DFIG) can be decoupling controlled and the grid-side converter (GSC) of a DFIG can also generate some reactive power by adjusting the power factor, thus a DFIG can be considered as a reactive power resource to stabilize the voltage of the connection bus. Based on the power relationship of a DFIG, the up and down reactive power limitations of DFIG stator and GSC are analyzed. Then a reactive power control strategy of a DFIG wind farm is proposed, in which, a certain number of DFIGs are selected to support reactive power to the power grid when the voltage of the connection point drops. The control strategy aims at bringing the reactive power capability of DFIG into play and cutting down the investments in the reactive power compensation devices which are used less. The simulation model of a grid-connected DFIG wind farm is developed on the PSCAD/EMTDC platform, and the simulation results demonstrate the effectiveness of the control strategy proposed
چکیده:
اگر یک مزرعه بادی بطور ضعیفی به شبکه وصل شود آنگاه بخاطر تغییرپذیری سرعت باد٬ ولتاژ نقطه اتصال بطورمکرر تغییر میکند. توان اکتیو و راکتیو ژنراتور القایی دو سو تغذیه(DFIG) را میتوان بطور جداگانه کنترل کرد وهمچنین کانورتر سمت شبکه(GSC) یک DFIG میتواند با تنظیم ضریب قدرت مقداری توان راکتیو تولید کند. بدین صورت DFIG را میتوان بعنوان یک منبع تولید کننده توان راکتیو برای پایداری ولتاژ باس اتصال در نظر گرفت. براساس رابطه توانDFIG ٬حد بالا وپایین توان راکتیو استاتور DFIG و GSC تحلیل میشوند.سپس یک استراتژی برای کنترل توان راکتیو مزارع بادی پیشنهاد میشود که در آن تعدادی از DFIG ها برای تامین توان راکتیو شبکه قدرت زمانی که ولتاژ نقطه اتصال کاهش پیدا میکند انتخاب میشوند.هدف از استراتژی کنترل توان راکتیو٬ استفاده از توانایی DFIG در تولید توان راکتیو و کاهش سرمایه گذاری های مربوط به ادوات تزریق توان راکتیو که کمتر مورد استفاده قرار میگیرند است.مدل شبیه سازی DFIG مزرعه بادی متصل شده به شبکه در سکو PSCAD/EMTDC توسعه داده میشود. نتایج شبیه سازی موثر بودن استراتژی کنترلی پیشنهاد داده شده را تایید میکنند.
فهرست مطالب
1.چکیده
2.مقدمه(تعداد مزارع بادی که به شبکه قدرت متصل میشوند روز به زور بیشتر میشود. بدلیل اینکه اکثر مزارع بادی در مناطق دور یا دردریا قرار دارند خطوط انتقال طولانی برای اتصال آنها به شبکه ..........)
3.
مشخصه توان راکتیو توربین بادیDFIG
(
توپولوژی یک DFIG در شکل یک نشان داده شده است.
)
4.
محدودیت های توان راکتیو کانورتر سمت شبکه(کانورترسمت شبکه وسمت رتور فقط توان اکتیو را انتقال میدهند در حالی که توان راکتیو ...)
5.محدودیت های توان راکتیو استاتورDFIG
(
بر اساس جهت بردار ولتاژ شبکه٬ جریان روتور بصورت زیر بیان می شود.....
)
6.
استراتژی کنترل توان راکتیو DFIG مزارع بادی(از آنجایی که توربین های بادی DFIG توانایی جذب و تولید توان راکتیو دارند بنابراین DFIG یک مزرعه بادی نه تنها میتواند توان اکتیو تولید ........)
7.نتیجه گیری(ابن مقاله حدهای توان راکتیو یک توربین بادی DFIG را بصورت کمی آنالیز کرد ویک استراتژی کنترل توان راکتیو بسیار انعطاف پذیر برای DFIG مزرعه بادی متصل شده ...)
5-1- مقدمه
یکی از اهداف کنترل ولتاژ، حفظ ولتاژ در سمت مصرف کننده ها در گستره قابل قبول در طی عملیات بهره برداری می باشد. کنترل ولتاژ و توان راکتیو در سیستم های توزیع، به جهت وجود افت ولتاژ و تلفات بالای این سیستم ها ، از دیر باز مسئله مهم برای متخصصین این رشته بوده است. مطابق با استاندارد IEEE ، محدوده ی قابل قبول تغییرات ولتاژ برابر با 5 ± درصد انحراف از ولتاژ نامی است .
در این فصل موضوع کنترل ولتاژ و توان راکتیو در یک سیستم میکروگرید با توجه به حضور منابع تولید پراکنده پیل سوختی و مزرعه بادی بررسی می گردد.همچنین مسئله هماهنگی مناسب بین تپ چنجر قابل قطع زیر بار(OLTC) ، خازن های پست و خازن های فیدر به منظور رسیدن به ولتاژ بهینه و توان راکتیو مناسب مورد توجه قرار می گیرد. هیچ نوع ارتباطی بین OLTC و خازن ها همانند شبکه های موجود در سیستم در نظر گرفته نشده است.
کنترل ولتاژ و توان راکتیو در شبکه های قد یم معمولاً توسط خازن های موازی و تپ چنجر قابل قطع زیر بار (OLTC ) انجام می شد که OLTC ولتاژ را در باس ثانویه ترانس با تنظیم تپ در مقدار مناسب نگه می دارد و خازن شنت توان راکتیو در خواستی را جبران می کند که در نتیجه می تواند از افت ولتاژ جلوگیری کند .
کنترل ولتاژ و توان راکتیو بر اساس حضور منابع تولید مرکزی با فرض اینکه جریان از انتقال به پست هایی با ولتاژ پایین تر عبور می کند، انجام می شدند . حال با حضور منابع تولید پراکنده در سیستم های توزیع و یا میکرو گرید ، کنترل ولتاژ به نحوی دسخوش تغییراتی می شود. در این فصل یک هماهنگی مناسب بین منابع تولید پراکنده و ابزار های دیگر کنترل ولتاژ مورد بررسی قرار می گیرد.
5-2- کنترل ولتاژ و توان راکتیو در سیستم های توزیع قدیمی
هدف اصلی کنترل ولتاژ در سیستم های توزیع آن است که ولتاژ در تمام باس ها در یک رنج قابل قبول نگهداشته شود . ولتاژ مطلوب می تواند توسط کنترل کردن مستقیم ولتاژ و یا کنترل توان راکتیو که در افت ولتاژ تاثیر می گذارد، انجام شود .
5-2-1- کنترل ولتاژ توسط تپ چنجر قابل قطع زیر بار (OLTC )
ترانسفور ماتور های که با تپ چنجر قابل قطع زیر بار (OLTC) تجهیز شده اند . نرخ ولتاژ را با توجه به حضور بار مورد توقع تنظیم می کنند تا افت ولتاژ در ترانس و شبکه بالا دست را جبران کنند . مدار معادل یک ترانسفور ماتور با حضور OLTC به صورت زیر می باشد.
شکل5-1 مدار معادل یک تپ چنجر[4]
I: جریان
V : ولتاژ
n : نسبت تبدیل ترانس
Y : ادمیتانس
اندیس های P و S نشان دهنده ی سمت های اولیه و ثانویه می باشد.
نحوه ی کنترل ولتاژ یک OLTC در شکل 5-2 نشان داده شده است .
شکل 5-2 نحوه ی عملکرد یک OLTC [4]
تپ چنجر قابل قطع زیر بار ولتاژ ثانویه ی باس (V1) را در رنج زیر نگه می دارد[4] .
(5-1)
ULB ≤ U1 ≤ UUB
ULB = Uset – 0.5 UDB
UUB = Uset + 0.5 UDB
ULB : پایین ترین باند ولتاژ
UUB : بالا ترین باند ولتاژ
UDB : باند مرده
Uset : نقطه تنظیم ولتاژ
5-2-2- کنترل توان راکتیو توسط خازن های موازی
خازن های شنت توان راکتیو خودشان را مطابق با معادله ی زیر تزریق میکنند[4].
(5-2)
Qc = Qc,rat Vc2