پروژه عملکرد STATCOM در پایداری سیستم قدرت

معرفی پروژه تحقیقاتی رشته برق و الکترونیک؛ بررسی عملکرد STATCOM در پایداری سیستم قدرت

بخشهایی از متن مطالب پروژه

STATCOM یک جبران ساز توان اکتیو - راکتیو موازی است که در حالت کلی متشکل از یک مبدل الکترونیک قدرت با کلیدهای GTO ،IGBTMOSFET یا کلیدهای دیگر می باشد که به وسیله یک ترانسفورماتور به طور موازی با شبکه قدرت قرار گرفته است. اختلاف ولتاژ دو طرف ترانسفورماتور، توان اکتیو و راکتیو را بین شبکه قدرت و STATCOM رد وبدل می کند. جبران ساز سنکرون استاتیک (STATCOM) یکی از مهمترین ابزار FACTS است که برای تنظیم ولتاژ (DSTATCOM) و پایداری سیستم قدرت (STATCOM) به کار می رود. در ادامه پروژه به توضیح هر کدام از موارد بالا پرداخته خواهد شد.

مقدمه

پیشرفت تکنولوژی و احتیاج روزافزون بشر به انرژی الکتریکی باعث بزرگ شدن سیستم قدرت شد.

با بزرگ شدن شبکه قدرت و به دنبال آن پیچیده تر شدن سیستم مسائل انتقال توان و پایداری آن مطرح شد. پایداری سیستم قدرت به توانایی ماشین های سنکرون آن در گذر از یک نقطه کار حالت مانا متعاقب یک اغتشاش، به یک نقطه کار حالت مانای دیگر بدون از دست دادن سنکرونیسم اشاره می کند.

سه نوع پایداری در سیستم قدرت مطرح است:

*پایداری حالت مانا

*پایداری گذرا

*پایداری دینامیکی

پایداری حالت مانا به تغییرات آرام و تدریجی در نقاط کار مربوط است. مطالعات پایداری حالت مانا که اغلب توسط برنامه کامپیوتری پخش بار صورت می گیرد به ما اطمینان می بخشد که زوایای فاز خطوط انتقال خیلی زیاد نیستند و ولتاژ باس ها به مقادیر نامی نزدیک اند و ژنراتورها، خطوط انتقال، ترانسفورماتورها و تجهیزات دیگر دارای اضافه بار نمی باشند.

پایداری گذرا به اغتشاشات عمده مانند از دست رفتن تولید، عملیات کلید زنی خط، عیوب و تغییر ناگهانی در بار مربوط است . پس از ایجاد یک اغتشاش، فرکانس ماشین سنکرون، اغتشاشات گذرایی را نسبت به فرکانس سنکرون (60 هرتز) تجربه می کند و زاویه توان ماشین تغییر می نماید . هدف از مطالعه پایداری گذرا این است که بفهمیم ماشین ها به یک زاویه توان حالت مانای جدید باز خواهند گشت یا نه. تغییر در سیلان توان و ولتاژ باس ها نیز مورد نظر است.

پایداری دینامیکی پریود طولانی تری (به طور نمونه چندین ثانیه) را در بر می گیرد. بنابراین، شبکه خطوط انتقال، ترانسفورماتورها و بارهای امپدانسی اساساً در حالت مانا هستند و ولتاژها، جریان ها و توان ها را می توان از معادلات جبری پخش بار به دست آورد.

بهبود پایداری گذرا

با استفاده از معیار سطوح معادل به راحتی می توان تاثیر جبران سری و موازی و کنترل زاویه را بر بهبود پایداری گذرا مشاهده کرد .

میرایی نوسان توان

در یک سیستم قدرت زیر میرا، هر اغتشاش کوچکی می تواند موجب نوسان زاویه ماشین در فرکانس طبیعی، حول مقدار حالت ماندگار آن شود. نوسان زاویه نیز منجر به نوسان توان حول مقدار حالت ماندگار خواهد شد. کمبود میرایی در سیستم های قدرت مساله مهمی بوده و در برخی موارد موجب محدود شدن توان قابل انتقال می شود. تا اواخر دهه هفتاد میلادی، میرایی نوسانات توان بوسیله تحریک ماشین های سنکرون کنترل می شد. پس از ظهور جبرانگرهای سریع، کنترل میرایی نوسانات توان بصورت مؤثری به وسیله آنها امکان پذیر گردید. (همچنین مقاله در مورد میرایی نوسانات و جبران سازهای سری را ببینید)

نوسان توان یک پدیده دینامیکی است که دائما در سیستم رخ می دهد به همین دلیل جبرانگر باید تغییر کرده و سریعا میرایی مورد نظر را تامین نماید. عمل کنترلی لازم برای هر سه روش جبران سازی یکسان است. هنگامیکه ژنراتور نوسان کننده شتاب می گیرد و زاویه δ افزایش می یابد، به دلیل توان مکانیکی ورودی اضافی، توان الکتریکی انتقالی باید افزایش یابد و برعکس زمانیکه سرعت ژنراتور کم شده و زاویه δ کاهش می یابد توان الکتریکی باید کاهش یابد تا تعادل برقرار شود زیرا توان مکانیکی (اگر مدت نوسان یک سیکل باشد، توان مکانیکی ورودی ثابت فرض می شود) نیز کاهش یافته است.

فهرست سرفصل مطالب پروژه

فصل اول: مقدمه

فصل دوم: بهبود پایداری گذرا

فصل سوم: افزایش حد پایداری ولتاژ با استفاده از D-STATCOM

فصل چهارم: به کارگیری STATCOM/BESS در بهبود پایداری گذرای سیستم های قدرت

فصل پنجم: مقایسه عملکرد STATCOM و SVC

فصل ششم: طراحی و نصب یک D-STATCOM kvar,250± برای یک پست توزیع در تهران.

فصل هفتم: نتایج و منابع