جبران سازی فلیکر ولتاژ در خروجی توربین های بادی بر پایه ژنراتور القایی توسط استات کام جهت بهبود توان

پایان نامه ای که به شما همراهان صمیمی فروشگاه دیجی لود معرفی میگردد از سری پایان نامه های جدید رشته برق و با عنوان جبران سازی فلیکر ولتاژ در خروجی توربین های بادی بر پایه ژنراتور القایی توسط استات کام جهت بهبود توان در 120صفحه با فرمت Word (قابل ویرایش) در مقطع کارشناسی ارشد تهیه و نگارش شده است. امیدواریم مورد توجه کاربران سایت و دانشجویان عزیز مقاطع تحصیلات تکمیلی رشته های جذاب مهندسی برق قرار گیرد.

چکیده تحقیق جبران سازی فلیکر ولتاژ در خروجی توربین های بادی بر پایه ژنراتور القایی توسط استات کام جهت بهبود توان :

استفاده از انرژي هاي تجديد پذير جهت توليد انرژي الكتريكي، به طور فزاينده اي افزايش يافته است با گسترش استفاده از سيستم هاي انتقال جريان متناوب انعطاف پذير (FACTS)، جهت جبران كيفيت هاي توان و ولتاژ، محدوده استفاده از اين انرژي ها را افزايش داده است استفاده از انواع توربين هاي بادي جهت توليد انرژي برق، در سال هاي اخير رايج شده است و بسياري از كشور ها از آن استفاده مي كنند در اين پروژه، كاربرد جبران ساز سنكرون استاتيكي (STATCOM) در بهره برداري پيوسته ي يك مزرعه ي بادي ارزيابي شده است و تأثير حضور STATCOM بررسي و مدل سازي شده است نتايج شبيه سازي نشان مي دهد كه توان شبكه با حضور STATCOM بهبود مي يابد و توربین های بادی سرعت ثابت به خاطر خصلت نوسانی توان تولیدی خود به طور قابل ملاحظه ای کیفیت ولتاژ شبکه الکتریکی متصل به آنها را تحت تاثیر قرار می دهند.نوسانات سریع ولتاژ تولید شده توسط این توربین ها باعث بروز فلیکر ولتاژ در شبکه می شود. با توجه به شبیه سازی انجام شده می توان اثر پارامترهای مختلف شبکه الکتریکی بر روی میزان فلیکر ولتاژ انتشار یافته ناشی از توربین های بادی را بررسی کرد.برای ارزیابی میزان انتشار فلیکر ولتاژ ، برنامه فلیکرمتر بر اساس استاندارد IEC 61400-4-15 نوشته شده است.مطالعه و شبيه سازي در محيط MATLAB/SIMULINK  و با در نظر گرفتن سه توربين 3 مگاو ات بر پايه ي ژنراتور القايي در يك مزرعه بادي انجام شده است.

مقدمه

بحث کیفیت توان که تا امروزه یکی از بحث های مهم در سیستمهای قدرت می باشد از گذشته مطرح بوده است و شرکت های برق در سرتاسر جهان از چندین دهه قبل بر روی این موضوع کار کرده اند.

در سال 1970 کیفیت برق به عنوان یکی از اهداف مهم در طراحی سیستم های قدرت صنعتی مطرح گردید،علاوه بر ایمنی،سرویس دهی با قابلیت اطمینان بالا و کم شدن هزینه های اولیه و جاری نیز از مباحثی بود که به همراه آن مهندسین برق را درگیر ساخت. تقریبا در همین زمان موضوع “کیفیت ولتاژ” در کشورهای اسکاندیناوی و در شوروی سابق مطرح گردید که هدف اصلی آنها کنترل تغییرات کم دامنه ولتاژ بود.

1-2:عوامل تاثیر گذار بر افزایش اهمیت موضوع کیفیت برق

امروزه عوامل متعددی موجب گردیده اند که بحث کیفیت توان و عرضه برق با کیفیت مناسب به مصرف کنندگان از مباحث مهم بشمار می آید که در زیر به تعدادی از آنها اشاره می شود:

• تجهیزات و دستگاهها نسبت به اغتشاشات ولتاژ از حساسیت بیشتری بر خوردار شده اند.تجهیزات قدرت به 10 تا 20 سال گذشته بسیار حساس تر شده اند.آقای توماس کِی در سال 1978 مشکلات اغتشاشات ولتاژ روی عملکرد تجهیزات الکترونیک را مورد بحث قرار دارد. علاوه بر حساس شدن تجهیزات،شرکتها نیز بعت اتلاف وقت و کاهش درآمد در آثر مشکلات مربوط به پدیده های کیفیت توان به این مساله حساسیت بیشتری نشان می دهند. در یک شبکه ایده آل انرژی الکتریکی ،برقراری برق بصورت پیوسته یک حق اساسی برای مشترکین مورد نظر می باشد ،در نتیجه هر گونه قطعی برق با اعتراضی بیش از گذشته مواجه خواهد بود،حتی اگر باعث هیچگونه خرابی یا خسارت فیزیکی نگردد.[5]
• تجهیزات و دستگاههای مختلف به تنهایی باعث بروز اغتشاشات ولتاژ می شوند.ادوات الکترونیک قدرت مدرن نه تنها به اغتشاشات ولتاز حساس هستند بلکه خود باعث بروز اغتشاش ولتاژ می گردند.افزایش استفاده از مبدلها (از تجهیزات الکترونیکی مصرف کننده ها و کامپیوتر ها تا تجهیزات کنترل سرعت در موتورها)منجر به افزایش اغتشاشات در ولتاژ گردیده است.مساله اصلی در اینجا غیرسینوسی بودن جریان یکسو کننده ها و اینورترها می باشد. جریان ورودی این دستگاه ها علاوه بر دارا بودن فرکانس اصلی شبکه حاوی هارمونیک نیز می باشند. که به علت افزایش استفاده از آنها مشکل مهمی برای شبکه بحساب می آیند.
• افزایش نیاز برای استاندارد کردن و معیار های عملکرد:در قدیم مصرف کننده انرژی الکتریکی از دید بسیاری از شرکت های برق صرفا یکبار ساده به شمار می آمد، قطعی برق و اغتشاشات ولتاژ یک امر طبیعی محسوب می شد و شرکت مذکور نیز طبق خواسته خود عمل می نمود و هر مشترکی که نیاز به کیفیت و قابلیت اطمینان بالاتری داشت می بایست هزینه اضافی پرداخت کند،اما امروزه شرکت های تامین کننده برق به مصرف کننده به عنوان یک “مشتری”نگاه می کنند.الکتریسیته بصورت یک محصول با مشخصات خاص خود شناخته شده که می تواند اندازه گیری شود،پیش بینی گردد،تضمین شود،ارتقاء یابد و … که این موضوع بعلت گرایش به سمت خصوصی سازی و تغییر ساختار شبکه برق می باشد.رقابت آزاد در بازار های برق موضوع راحتی پیچیده تراز این هم می کند. در قدیم مصرف کننده قراردادی با موسسه برق محلی منعقد می ساخت و آن موسسه هم انرژی الکتریکی را با کیفیت و قابلیت خاص خود در اختیار مصرف کننده قرار می داد،اما امروزه در سیستمهای تجدید ساختار شده و با گسترش بازار برق مشترکین می توانند انرژی الکتریکی را از هر موسسه ای که متمایل باشند خریداری کنند،بنابراین موسسه ای در این راستا موفق است که بتواند برق را با کیفیت و قابلیت اطمینان بهتری به مشترکین تحویل بدهد. بنابراین بحث کیفیت توان و کاهش اثرات سوء ناشی از آن اهمیت خود را نشان می دهد.
• کیفیت توان قابل اندازه گیری است:با دسترس بودن وسایل الکترونیکی برای اندازه گیری و نمایش شکل موجها،کیفیت توان بیشتر مورد توجه قرار گرفته است.در قدیم اندازه گیری شاخصهای کیفیت توان مشکل بود و محدود به اندازه گیری مقدار موثر ولتاژ،فرکانس و قطعی های بلند مدت بود.اما امروزه با پیشرفت تکنولوزی و در اختیار بودن تجهیزات مانیتورینگ کیفیت توان،همچنین ارائه شاخصها و روشهای مناسب، ارزیابی و اندازه گیری پدیده های مختلف کیفیت توان براحتی قابل انجام است.

فهرست مطالب تحقیق جبران سازی فلیکر ولتاژ در خروجی توربین های بادی

چکیده…………………………………………………1

فصل اول:آشنایی با پدیده های کیفیت توان

1-1:مقدمه………………………………………………………………………..2

1-2:عوامل تاثیر گذار بر افزایش اهمیت موضوع کیفیت برق………………………..2

1-3 :کیفیت توان چیست؟……………………………………………………………………3

1-4 :طبقه بندی پدیده های کیفیت توان……………………….4

1-4-1 :حالتهای گذرا……………………………………………………………..4

1-4-1-1 :حالتهای گذرای ضربه ای……………………………………………4

1-4-1-2 :حالتهای گذرای نوسانی………………………………………….4

1-4-2 :تغییرات بلند مدت ولتاژ……………………………………………..5

1-4-2-1 :افزایش ولتاژ……………………………………………..5

1-4-2-2 :کاهش  ولتاژ…………………………………………..5

1-4-2-3:قطعی های دائم…………………………………………6

1-4-3 :تغییرات کوتاه مدت ولتاژ………………………………………..6

1-4-3-1 :قطعی های کوتاه مدت…………………………………6

1-4-3-2 :فرو رفتگی ولتاژ………………………………………..6

1-4-3-3 :برآمدگی ولتاژ……………………………………………7

1-4-4 :اعوجاج شکل موج………………………………………………..8

1-4-4-1 :جابجاییDC……………………………………………………….8

1-4-4-2 :هامونیک ها……………………………………………………………8

1-4-4-3 :هامونیک های میانی………………………………………..9

1-4-5 :برش ولتاژ…………………………………………………….9

1-4-6 :نوسانات ولتاژ……………………………………………10

1-4-7 :فلیکر ولتاژ……………………………………………………11

1-4-7-1 :عوامل ایجاد فلیکر………………………………12

1-4-7-2 :اثرات فلیکر……………………………………………..13

1-4-7-3 :روشهای کاهش فلیکر……………………………….14

1-5 جمع بندی…………………………………………………………..15

فصل دوم:آشنایی با ادوات FACTS

2-1:مقدمه…………………………………………………………………..16

2-2:معرفی جبرانساز Var استاتيك SVC…………………………………………………..16

2-2-1:كاربردهاي SVC ………………………………………………………….17

2-2-2:رايج ­ترين انواع SVC……………………………………………….17

2-3:معرفی و شبیه سازی جبران ساز استاتيک STATCOM………………………….18

2-3-1:کاربردهای STATCOM………………………………………….19

2-3-2:شبیه سازی STATCOM……………………………………………19

2-3-3:مقايسه STATCOM و SVC…………………………….22

2-4:معرفی خازن سري كنترل تريستوري TCSC…………………………………….24

2-4-1:اهداف جبرانسازي خطوط انتقال توسط خازن­هاي سري……………………………24

2-4-2ميراكردن رزونانس زير سنكرون (SSR) …………………………………..24

2-5:معرفی ترانسفورماتور شيفت دهنده فاز PST……………………………..25

2-5-1:کاربردهای PST………………………………………..26

2-5-2:كاربردهاي ديناميكي و گذرا………………………………………….26

2-6:معرفی جبرانسازي سري سنكرون استاتيك SSSC………………………..26

2-6-1:کاربرد های SSSC…………………………………..27

2-7: معرفی كنترل­كننده يكپارچه توان UPFC……………………………..27

2-8:معرفی كنترل­كننده توان بين خطوط(IPFC) ………………………………28

فصل سوم:آشنایی با سیستمهای بادی تولید انرژی الکتریکی

3-1:مقدمه………………………………………………..30

3-2:تاریخچه توربین های بادی……………………………………………30

3-2-1:تولید انرژی مکانیکی……………………………………31

3-2-2:تولید انرژی الکتریکی…………………………………………31

3-3:مشخصه های انرژی بادی…………………………………33

3-4:فن آوری توربین های بادی……………………………………..38

3-5:عملکرد  توربین های بادی از نظر سرعت……………………….38

3-5-1:توربین های بادی سرعت ثابت…………………………..39

3-5-2:توربین های بادی سرعت متغییر…………………………..40

3-5-2-1:توربین های بادی با تغییرات سرعت محدود…………………………..41

3-5-2-2:توربین های بادی سرعت متغییر با ژنراتور القایی تغذیه دوبل (DFIG)…………42

3-5-2-3:توربین های بادی سرعت متغییر با مبدل فرکانسی با توان کامل……………………..43

3-6:کنترل آیرودینامیکی توربین های بادی………………………………..45

3-6-1:کنترل ایستا (Stall Control) ……………………………………..45

3-6-2:کنترل زاویه پره (Pitch Control) ………………………….45

3-6-3:کنترل ایستای اکتیو (Active Stall Control) ………………………….46

3-7:ژنراتور های توربین های بادی………………………………..46

3-7-1:ژنراتور القایی…………………………………………………47

3-7-1-1:ژنراتور القایی قفس سنجابی……………………………..47

3-7-1-2:ژنراتور القایی روتور سیم پیچی شده…………………….48

3-7-2:ژنراتور سنکرون ……………………………49

3-7-2-1:ژنراتورهای سنکرون روتور سیم پیچی شده(WRSG)………………..50

3-7-2-2:ژنراتورهای سنکرون مغناطیس دائم(PMSG)……………………50

3-7-3:ژنراتور DC…………………………………………….51

3-7-4:ژنراتورهای ولتاژ بالا………………………………………………52

3-8:کاربرد الکتروینک قدرت در توربین های بادی…………………52

3-8-1:راه انداز نرم(Soft Starter) ……………….52

3-8-2:بانک خازنی……………………………………53

3-8-3:یکسوساز و اینورتر……………………………….53

3-8-4:مبدل فرکانس…………………………………54

3-9:جمع بندی……………………………………55

فصل چهارم:انتشار فلیکر و طراحی فلیکرمتر

4-1:مقدمه………………………………………56

4-2تخمین نوسانات ولتاژ……………………………………….57

4-3:اندازه گیری شدت فلیکر کوتاه مدت و بلند مدت……………………….58

4-4:آزمایش عملکرد فلیکرمتر………………………………..62

4-5:ارزیابی فلیکر در شبکه متصل به بارهای مختلف…………………..63

4-6:حدود مجاز فلیکر ولتاژ در سطوح مختلف ولتاژ…………………….64

4-7:مدت زمان لازم برای اندازه گیری فلیکر……………………………….64

4-8:فواصل زمانی اندازه گیری فلیکر برای شرکت های برق……………………65

4-9:حدود مجاز تزریق فلیکر توسط مشترکین…………………………..65

4-10:مشخصه یک نوسان ولتاژ نمونه…………………………66

4-11:ارزیابی فلیکر توربین های بادی متصل به شبکه در استانداردIEC 61400-21………………….67

4-11-1:بهره برداری پیوسته………………………………….68

4-11-2:عملیات کلید زنی………………………………..69

فصل پنجم:شبیه سازی و تحلیل نتایج

5-1:مقدمه……………………………………..71

5-2:توصیف مدل…………………………..71

5-3:مدل سازی در سیمولینک…………………………..73

5-4:تحلیل نمودارها…………………………………77

5-4-1:تغییرات توان اکتیو و راکتیو قبل و بعد از اتصال STATCOM……………………………….77

5-4-2:زوایای پره ها قبل و بعد از اتصال STATCOM…………………………………………………..78

5-4-3:اندازه گیری مقادیر فلیکرمتر قبل و بعد از اتصال STATCOM………………………………79

5-5:جمع بندی…………………………82

نتیجه گیری

نتیجه گیری………………………………83

منابع

منابع………………………84

پیوست ها

پیوست ها……………….86

فهرست جدول ها

فهرست نمودارها

راهنمای خرید و دانلود فایل

برای پرداخت، از کلیه کارتهای عضو شتاب میتوانید استفاده نمائید.

بعد از پرداخت آنلاین لینک دانلود فعال و نمایش داده میشود ، همچنین یک نسخه از فایل همان لحظه به ایمیل شما ارسال میگردد.

در صورت بروز  هر مشکلی،میتوانید از طریق تماس با ما  پیغام بگذارید و یا در تلگرام با ما در تماس باشید، تا مشکل شما مورد بررسی قرار گیرد.

برای دانلود فایل روی دکمه خرید و دانلود  کلیک نمایید.