کنترل کننده جامع توان

upfc

ضرورت استفاده از UPFC

كنترل يك سيستم قدرت ac به صورت بلادرنگ به دليل اينكه توان جاري در آن تابعي از امپدانس خط انتقال، دامنه ولتاژ ارسالي و دريافتي و فاز بين اين ولتاژها است، بسيار پيچيده ميباشد. ساليان متمادي، سيستمهاي قدرت الكتريكي به طور نسبي ساده بودند و به صورت مستقل طراحي ميشدند و توان ارسالي و دريافتي كم بود. علاوه بر اين، به طور كلي قابل فهم بود كه سيستمهاي انتقال ac براي درك شرايط ديناميكي سيستم به قدر كافي سريع نيستند. سيستمهاي انتقال به همراه جبرانسازهاي راكتيو سري يا موازي ثابت يا با سوئيچهاي مكانيكي، به همراه تنظيم كنندههاي ولتاژ و ترانسفورماتورهاي تغيير سطح شيفت فاز طراحي ميشدند تا امپدانس خط را بهينه كرده، تغييرات ولتاژ را كاهش دهند و پخش توان را تحت شرايط ماندگار يا تغييرات آهسته بار كنترل كنند. مشكلات ديناميكي سيستم معمولاً توسط طراحي هاي اضافي مرتفع ميشد؛ سيستمهاي قدرت با محدوده هاي پايداري وسيعي براي بازگشت از شرايط كاري احتمالي غيرقابل پيشبيني ايجاد شده توسط عواملي نظير خطا، قطع خط يا ژنراتور و خرابي تجهيزات طراحي ميشدند. همه اين عوامل منجر به عدم استفاده مناسب از سيستم انتقال  ميگردد.

UPFC چیست ؟ ساختار آن چگونه است؟

در سالهاي اخير مشكلات انرژي، محيط زيست و هزينه، احداث نيروگاهها و خطوط انتقال جديد را با مشكل روبرو كرده است در حالي كه تقاضاي توان در حال افزايش بود. اين وضعيت يك بازبيني كلي بر مفهوم متداول سيستم قدرت را ايجاب كرد و تلاش براي رسيدن به قابليت انعطاف بيشتر و استفاده بهتر از سيستمهاي قدرت موجود را افزايش داد.
با پيشرفتهاي به وجود آمده در تكنولوژي ساخت قطعات نيمه هادي توان بالا و الگوريتمهاي كنترلي، اين تكنولوژيها كاربرد وسيعي در انتقال HVDC و ساير طرحهاي سيستم قدرت داشت، و تاثير قابل توجهي در انتقال ac با استفاده از جبرانسازهاي استاتيكي وار(SVC) ايجاد كرد. اما جبرانسازهاي استاتيكي فقط يكي از 3 پارامتر مهم (ولتاژ، امپدانس و زاويه فاز) تعيين كننده پخش توان در سيستمقدرتac را كنترل ميكردند؛ دامنه ولتاژ در ترمينالهاي منتخب خط انتقال. ملاحظات تئوري و مطالعاتسيستمهاي اخير بيان ميكند كه پيچيدگي بيش از حد سيستم قدرت ac به هم چسبيده، اهداف كنترلي مطلوبي را براي قابليت استفاده و عملكرد قابل انعطاف سيستم به همراه دارد، كه كنترل بلادرنگ امپدانس خط و زاويه فاز را ممكن ميكند. از اينرو مفهوم سيستمهاي انتقال ac قابل انعطاف (FACTS) ارائه شد، كه شامل استفاده از قطعات الكترونيك قدرت توان بالا و مراكز كنترلي پيشرفته، براي افزايش توانايي انتقال توان سودمند تا حد حرارتي خط ميباشد. در درون چارچوب FACTS استفاده از جبرانسازهاي سري كنترل شونده توسط تريستور براي كنترل امپدانس خط، ترانسهاي تغيير سطح كنترل شونده توسط تريستور جهت كنترل زاويه فاز و ساير قطعات كنترل شونده توسط تريستور براي جلوگيري از اضافه ولتاژ و متوقف كردن تغييرات ديناميكي مورد استفاده قرار گرفت. همچنينSVC ها و ساير جبرانسازهاي كنترل شونده تريستوري كه جهت كنترل پخش توان ايجاد شدند (شامل جبرانسازهاي سري و شيفت فازها) سرعت لازم را جهت كنترل بلادرنگ داشتند. بنابه دلايل هارمونيك زائي و سرعت نه چندان بالاي SVC و همچنين عدم جبرانسازي در ولتاژها و جريانهاي كم، و با الهام از روش جبرانسازي كندانسور سنكرون، ايده جبرانسازهاي استاتيكي بر پايه مبدلهاي منبع ولتاژ و داراي منبع ذخيره كننده انرژي نظير STATCOM (جهت جبرانسازي موازي) و SSSC (جهت جبرانسازي سري) مطرح شد. اين جبرانسازها به صورت كاملاً ديناميك و بلادرنگ عمل كرده و با تزريق جريان(STATCOM) يا ولتاژ(SSSC) به سيستم، و جبرانسازي راكتيو خط، باعث افزايش قدرت انتقالي خط، افزايش پايداري ولتاژ، جبرانسازي نوسانات توان و افزايش پايداري گذرا ميشوند. ولي مشكلي كه در مورد اين جبرانسازها وجود داشت عدم توانائي آنها در كنترل مستقل توان اكتيو و راكتيو خط بود. در نهايت طرح كنترلر يكپارچه پخش توان (UPFC) جهت جبرانسازي سري و موازي به صورت همزمان مطرح شد. در واقع UPFC براي كنترل بلادرنگ و جبرانسازي ديناميكي سيستم انتقال ac به وجود آمد.  از نقطه نظر عملكرد،UPFC توانائي كنترل انتخابي يا همزمان همه پارامترهاي تاثير گذار در پخش توان در طول خط (ولتاژ، امپدانس خط و زاويه فاز) را دارد. همچنين ميتواند توان اكتيو و راكتيو جاري در خط را به طور مستقل از هم كنترل نمايد.

طرح کلی UPFC چگونه است؟

طرح كلي UPFC به صورت يك مبدل است با دو سر، كه يكي به صورت سري و ديگري به صورت موازي با خط انتقال وصل ميشود. سمت موازي وظيفه كنترل توان اكتيو و سمت سري وظيفه كنترل ولتاژ، زاويه فاز و امپدانس خط (توان راكتيو) را دارد. در طرح UPFC به طور متعارف دو مبدل منبع ولتاژ (VSC) وجود دارد كه توسط يك لينكdc به صورت back-to-back به هم وصل شدهاند. معمولاً مبدل سمت موازي به شكل يكسوساز منبع ولتاژ و مبدل سمت سري به شكل اينورتر منبع ولتاژ عمل ميكنند. جهت تثبيت ولتاژ و فراهم كردن امكان كنترل توان اكتيو يك خازنdc با توان قدرت بالا در لينك dc وجود دارد. توان قدرت بانك خازني موجود در لينكdc تاثير قابل توجهي بر روي قيمت و ابعادUPFC دارد. خازن براي مقدار معيني از ريپل ولتاژ، به عنوان نمونه 10% از ولتاژ نامي قرار ميگيرد. مشكل اساسي اين خازن dc طراحي آن براي تثبيت ريپل مورد نظر است. همچنين اين خازن در مقايسه با خازنهاي ac با توان برابر، عمر كمتري دارد. اين مسائل، عمر و قابليت عملكرد اينورترهاي منبع ولتاژ را محدود ميكند.

تقسیم بندی ادوات fact از نظر قرار گیری در مدار و بررسی چگونگی قرار گیری UPFC

سیستم های انعطاف پذیر انتقال AC  به طور کلی به سه دسته تقسیم می شوند :

  • کنترل کنندهای سری
  • کنترل کننده های موازی
  • کنترل کنندهای ترکیبی

کنترل کنندهای سری شامل :

  • جبرانساز سنکرون استاتیکی SSSC
  • خازن سری با کنترل تریستوری TCSC
  • خازن سری قابل کلید زنی با تریستور TSSC
  • راکتور با کنترل تریستوری TCSR
  • راکتور سری قابل کلید زنی با تریستور TSSR

کنترل کنندهای موازی شامل :

  • جبران کننده سنکرون استاتیکی STATCOM
  • جبران ساز توان راکتیو استاتیکی SVC
  • راکتور قابل کنترل با تریستور TCR
  • راکتور قابل کلید زنی با تریستور TSR
  • خازن قابل کلید زنی با تریستور TSC

کنترل کنندهای ترکیبی شامل :

  • کنترل کننده یکپارچه توان UPFC
  • ترانسفورماتور تغییر دهنده فاز با کنترل تریستوری TCPST
  • کنترل کننده میان فاز توان IPFC

تقسیم بندی ادوات fact از نظر مدار کنترلی و نحوه مدار کنترلی  UPFC

گروه اول امپدانس های متغیر با تراسفورماتور های با تب متغیر با سوئیچ های تریستوری هستند. یا به عبارتی دیگر بر اساس تریستور های معمولی ساخته شده است.

گروه دوم مبدل های بر اساس مبدل های الکترونیک قدرت هستند و معمولا بر اساس مبدل های الکترونیک قدرت منبع ولتاژی ساخته می شودو ادوات مانند STATCOM و SSSC و UPFC و IPFC در این دسته هستند.

ضرورت طراحی کنترل کننده مدرن برای UPFC

پايدارساز سيستم قدرت (PSS) در چند دهـه گذشته براي بهبود ميرايي سيستم قدرت اسـتفاده شده است ولي ممكن است اثر نامطلوبي بر پروفيل ولتاژ بگذارد و نتواند نوسانات ناشي از اغتشاشات شـديد را متوقف كند. UPFC يكي از ادوات FACTS می باشد كه بـا طراحي كنترل كننـده مناسب براي آن ميتوان علاوه بر پايداري، ميرايـي سيسـتم را نيز افزايش داد. طراحي كنترلكننده هاي داخلي و همچنـين كنترل كننده ميراساز براي UPFC با استفاده از روش كلاسـيك انجام شده است. اين كنترل كننده مشخصات مورد نظر را كه كنترل توان، ولتاژ و افزايش ميرائي نوسانات سيسـتم مي باشد، برآورده ميكند. بايد توجه داشت كه كنتـرل كننـده هـاي كلاسيك براي نقطه نامي سيسـتم طراحي شـده اند و پاسخ مناسب سيسـتم را در نقطـه نـامي تضـمين مـيكنـد ولـي در صورتيكه مشخصات سيستم تغييرنمايد و سيسـتم قـدرت از نقطه كار نامي خارج شود، هيچ تضميني براي پاسـخ مناسب اين كنترل كننده وجود ندارد. درسيستمهاي قـدرت واقعـي بـا توجه به عدم قطعيت درمدلسازي سيستم و همچنين با توجـه بـه تغييـر مــداوم بـار و در نتيجـه تغييـر نقطـه كـار سيسـتم، مشخصات سيستم قدرت دائماً درحال تغيير اسـت. بنـابراين طراحي كنترل كننده به روش هاي كلاسـيك نمـي توانـد پاسخ مناسبي در تمام محدوده نامعيني سيستم و درتمام نقاط كار را تضمين نمايد. لذا احتياج به كنترل كنندهاي است كه نـامعيني و عدم قطعيت سيستم را در نظر گرفته و پاسخ مناسبي را بـراي تمام محدوده تغييرات و نامعيني سيستم ارائه دهد.

عملکرد UPFC در هنگام خطا

معمـولا بـراي جلو گيري از آسيب ديدن عناصر نيمه هادي به هنگام بروز خطا در سيستم، UPFC توسط كنترلرهاي اضافي باي پس مي شود. باي پس كردن UPFC باعث عبـور جريـان زيـادي از ادوات سري موجود در خط، تا قبل از باز شدن مدار شكن ها مي گردد. عبور جريان خطا علاوه بـر وارد آوردن تنش هـاي مكانيكي و حرارتي شديد، باعث افت ولتاژ در باس متصل بـه UPFCمي شود. با اضافه كردن تـابع كنترلي بـهUPFC در لحظه خطا، علاوه بر اينكه كنترل شارش توان اكتيو و راكتيو عبوري از خـط در عملكرد نرمال شبكه را انجام ميدهد، در زمان بروز اتصال كوتـاه بـه عنـوان محدود كننـده جريان خطا، مورد استفاده قرار مي گيرد. در واقع به جاي جدا كردن UPFC از مدار در زماني كه خطا در خط انتقال رخ مـي دهد، استراتژي كنترلي UPFC تغيير داده شده و اين عنصر در مدار باقي مي ماند. تغيير استراتژي كنترلي UPFC به گونـه اي اعمال مي گردد، كه اين عنصر در شرايط خطا به صورت يـك سلف بزرگ عمل مي كند و باعث محدودسازي جريان خطـا و مينيمم شدن تنش هاي وارد بر لينك DC مي گردد. با توجه به هزينه هاي نسبتا كلان ساخت، نصـب و بهـره بـرداري ازUPFC در شبكه هاي قـدرت، اسـتفاده دو منظـوره از ايـن تجهيز، نياز به محدود كننده جريان خطا را نيز برآورده ساخته و ديگر نيازي به نصب محدود كننده جداگانه نمـي باشـد كـه به اين ترتيب ميانگين هزينه كاربرد UPFC را كاهش مي يابد.

تاثیر upfc بر روی حفاظت سیستم

قسمتهاي عملكرد سيستم قدرت مي باشد به طور موثري از اين ادوات تاثير مـي پـذيرد، از اينـرو مطالعـه  آنها ضرروري به نظر مي رسد. از ميان رله هاي حفاظتي مورد استفاده در شبكه رلـه ديسـتانس بيشـترين عملكرد نامطلوب را دارد، به طوري كه امپدانس اندازه گيري شده بـا حضـور عناصـرFACTS دسـتخوش تاثيرات نامطلوب و شديدتري قرار مي گيرد. امپدانس اندازه گيري شده در محل رله تاثير زيادي از شرايط  سيستم قدرت، شامل عملكرد و شـرايط سـاختاري آن دارد بنـابراين ادوات FACTS تـاثير زيـادي روي ديناميك سيستم قدرت خواهند داشت.به طور کلی تمام ادواتی که سیستم کنترلی انها از نوع دوم ( نوعی که تریستور معمولی ندارد) هستند باعث اختلال در کار رله ها می شوند

پایان نامه های فارسی

بررسی اثر ادوات FACT ( دو تجهیز TCSC و UPFC ) بر روی رله دیستانس

مقدمه رشد صعودي مصرف و افزايش ميزان درخواست بار از سمت مصرف كننده در چند دهه اخير موجب شده است تا سيستم هاي انتقال انرژي با مشكل محدوديت انتقال توان مواجه شوند. اين محدوديت ها عمـلاً بـه خاطر حفظ پايداري و حفظ دامنه ولتاژ شبكه در سطح مجـاز آن بـه وجـود مـي آينـد....

مكان يابي بهينه كنترل كننده هاي يكپارچه توان با الگوریتم ژنتیک، دسته ذرات ، ترکیب فازی و دسته ذرات و الگوریتم قورباغه ای

مقدمه: در سال هاي اخير عملكرد ماندگار سيستم هاي قدرت و برنامه ريزي و بهره برداري مطلوب آن به يكي از دغدغه هاي اساسي تبديل گشته است . هر آنقدر كه سيستم هاي قدرت گسترده و پيچيده تر مي شوند و بارگذاري آن ها سنگين تر مي گردد ، عملكرد آن ها نيز به مراتب مي تواند در معرض...

مدل سازی كنترل كننده جامع توان بر اساس عناصر مداری

چكيده اخيرا سيستم هاي FACTS در خطوط و سيستم هاي انتقال نقش قابل توجهي پيدا كرده اند به نحوي كه از آنها مي توان در تغيير پارامترهاي سيستم قدرت به منظور كنترل توان جاري و پايدار سيستم استفاده نمود. علاوه بر اين فناوري FACTS توانايي افزايش توان جاري در خطوط تا سطوح مشخص...

جايابي بهینه UPFC جهت ميرا كردن نوسانات سيستم قدرت

چكيده نوسانات فركانس پايين يكي از بحث هاي مهم در سيستم قدرت مي باشد. اگر اين نوسانات ميرا نشوند، ممكن است پايداري سيستم را به خطر بيندازند. ادوات FACTS از جمله وسايلي هستند كه ميتوانند در ميرا كردن نوسانات نقش داشته باشند. كنترل كننده يكپارچه پخش توان (UPFC) از...

نقش UPFC در بهبودپايداري ديناميكي سيستم قدرت

چکیده: امروزه یکی از مسائل مورد توجه در صنعت برق حذف نوسانات فرکانسکوچک و نوسانات زیرسنکرون در شبکه قدرت است. نوسانات فرکانس کوچک میتوانند به شدت عملکرد سیستم را محدود کنند و حتی در بعضی موارد میتوانند به اغتشاشات وسیعی در سیستم منجر بشوند. نوسانات زیرسنکرون( پیچشی)...

بررسی محدودیت های UPFC

چکیده: UPFC (کنترل کننده ی یکپارچه ی توان) فراگیرترین و پیچیده ترین وسیله در میان ادوات الکترونیک قدرت است که برای کنترل و بهینه سازی پخش توان در سیستم های قدرت الکتریکی ظهور کرده است . این ابزار سودمندی های بسیار مهمی را برای عملکرد استاتیک و دینامیک سیستم های انتقال...

بررسی مدلهای کنترل کننده جامع توان بر اساس کاربرد UPFC

 چکیده موضوع  پایداری و قابلیت اطمینان سیستم های انتقال قدرت و استفاده حداکثر از ظرفیت خطوط انتقال از دیر باز مورد توجه متخصصین رشته برق بوده و با پیشرفت علوم هر روز وسایل و امکانات جدیدی جهت بالا بردن ضریب اطمینان و پایداری سیستم های انتقال قدرت بوجود آمده و مورد...

کنترل شارش توان با استفاده از ادوات FACTS

چکیده        سیستم های قدرت امروزی بزرگ و پیچیده هستند و کنترل آنها بسیار مشکل است. از این رو، تحلیل شارش توان و کنترل آن از مهمترین مسایل برنامه ریزی و طراحی سیستم های قدرت می باشد. شارش توان از میان خط انتقال جریان متناوب تابعی از امپدانس خط و دامنۀ ولتاژهای باس...

ممکن است فایل در خواستی شما در دیگر دسته بندی ها قرار گرفته باشد برای جستجو موثر تر از لینک زیر استفاده کنید

جستجو

پایان نامه های انگلیسی

تحقیق و بررسی بر روی گسترش مدل های عملکردی کنترل کننده جامع توان upfc

تمرکز این پایان نامه بر روی استخراج یک مدل سیگنال موچک برای سیستم های انعطاف پذیر AC ، fact که بتوان از آن در حالت های مختلف سیستم استفاده شود متمرکز شده است.این روش را می توان برای تمام ادوات fact اجرا کرد. دو روش متفاوت سیگنال کوچک برای کنترل کننده جامع توان معرفی...

مدلسازی و کنترل UPFC

این پایان نامه بر روی یکی از ادوات fact به نام کنترل کننده جامع توان   upfc متمرکز شده است.این وسیله قابلیت های منحصر به فردی دارد از جمله کنترل توان اکتیو و راکتیو را دارد همچنین ولتاژ باسی را که به ان متصل است را قابل تنظیم می کند.این دستگاه تاثیر فوق العاده بر روی...

مدل سازی عملکرد UPFC , IPFC بر اساس سیگنال کوچک

این پایان نامه بر روی مدل سیگنال کوچک برای کنترل کننده جامع توان UPFC و کنترل کننده میان خطی توان IPFC و متمرکز شده است.با استفاده از این مدل سازی می توان عملکرد میرایی UPFC در سیستم های قدرت متفادت ( چه از نظر قدرت و چه از نظر اندازه ) بررسی شود. و با دیگر ادوات FACT...

طراحی یک استرانژی کنترلی بر مبنای لیاناپوف برای upfc در جهت میراسازی نوسانات سیستم قدرت

امروزه با توجه به محدودیت های فیزیکی و هزینه های سر سام آور طراح و اجرا خطوط انتقال جدید و تقاضای روز افزون برق باید به به فکر پیاده سازی روش های کار آمد برای افزایش ظرفیت خطوط برق فعلی بود. ولی افزایش بارگذاری خطوط به کاهش قدرت میرایی سیستم قدرت و به وجود آمدن...

طراحی کنترل کننده مدرن برای UPFC

کنترل کننده جامع یکی از ادوات fact  است که می تواند جداگانه یا همزمان تمام پارامترهای خط انتقال سه فاز را کنترل کند.کار ارائه شده در این پایان نامه بر روی بررسی و شبیه سازی و افزایش ظرفیت خط به وسیله UPFC متمرکز شده است.روش های مختلف معادل سازی UPFC ارتباط مستقیم با...

جایابی بهینه upfc ( ادوات FACT ) به منظور افزایش قابلیت اطمینان سیستم و رقابت پذیری در بازار برق

شبکه های تجدید پذیر برق عملا ، ساختار، مالکیت و مدیریت شبکه های قدرت را تغییر داده اند.شبکه های انتقال برق موجود نمی تواند جواب گوی تمام حالات جدید بازار برق باشد.در بازار برق ازاد ممکن است نیاز جریان توان به طور غیر منتظره ای در بعضی از نقاط شبکه بالا رود و این ممکن...

با خرید هر یک از بسته های آموزشی بالا بهترین مقالات نگارش شده فارسی و انگلیسی در زمینه upfc برای شما به رایگان ارسال می وشد.

تعداد مقالات فارسی

تعداد مقالات خارجی

فایل ها دارای شبیه سازی در نرم افزار matlab

نتیجه ای یافت نشد

صفحه ای که به دنبال آن هستید پیدا نشد. دوباره جستجو کنید یا از نوار منوی بالا برای یافتن مطلب خود استفاده نمایید.