الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 38000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۱۸۰
کد مقاله
ELC180
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
بهبود قابلیت های گذار از ولتاژ کم برای ژنراتور توربین بادی متصل به شبکه
نام انگلیسی
Improving low voltage ride-through capabilities for grid connected wind turbine generator
تعداد صفحه به فارسی
۲۷
تعداد صفحه به انگلیسی
۱۱
کلمات کلیدی به فارسی
دستورالعمل ها و قواعد شبکه باد هندوستان, قابلیت گذار از ولتاژ کم, افت ولتاژ, سیستم های تبدیل انرژی بادی
Energy Procedia ; 4th International Conference on Advances in Energy Research ICAER; Department of Electrical Engineering, IIT Bombay, Mumbai- India; Elsevier
کشور
هندوستان
بهبود قابلیت های گذار از ولتاژ کم برای ژنراتور توربین بادی متصل به شبکه
چکیده
یکی از غالب ترین الزامات اتصال شبکه با توجه به سیستم های تبدیل انرژی بادی (WECS) قابلیت گذار از ولتاژ کم (LVRT) می باشد. در صورت افت ولتاژ شبکه، یک عدم تطابق بین توان اکتیو تولیدی و توان اکتیو تحویل شده به شبکه بوجود می آید. بر این مبنا می بایست قابلیت مدیریت مناسب گذار از ولتاژ کم بعنوان چالش WECS فراهم شود. در این مقاله الزامات LVRT بر مبنای دستورالعمل های مرتبط مورد بررسی قرار می گیرد. مقاله جاری استاندارد های اتصال ژنراتورهای بادی به شبکه محلی در شرایط بدون نقص و با نقص را مطالعه و بررسی می نماید. با توجه به ضروریت LVRT در طی افت ولتاژ نیروگاه های تولید برق بادی می بایست به شبکه متصل باشند و بعلاوه چنین نیروگاه های می بایست قابلیت تولید توان راکتیو به منظور تامین ولتاژ شبکه را داشته باشند. افت ولتاژ برجسته ترین مسئله در ارتباط با کیفیت توان است و بنابر این اثر افت ولتاژ در توپولوژی های مختلف مولد باد مورد بررسی قرار گرفته است. چندین روش برای اعمال LVRT مطالعه شده و طرح LVRT بر مبنای شبیه سازی MATLAB-SIMULINK مورد اعتبار سنجی قرار گرفته است.
کلمات کلیدی: دستورالعمل ها و قواعد شبکه باد هندوستان، قابلیت گذار از ولتاژ کم، افت ولتاژ، سیستم های تبدیل انرژی بادی
بهبود قابلیت های گذار از ولتاژ کم ژنراتور توربین بادی شبکه
۱- مقدمه
با افزایش نفوذ نیروی باد، قطع همزمان درصد مهمی از ظرفیت تولید میتواند اثر عمیقی بروی ثبات شبکه داشته باشد. هنگامی که نیروگاه های باد از نظر اندازه افزایش می یابند، نیاز به حفظ ویژگی عملیاتی آنها، در برابر قطع شبکه، یکی از مولفه ها و ضروریت های اصلی بشمار می آید. این ضروریت تحت عنوان گذر از خطا (FRT) یا گذار از ولتاژ پائین LVRT خوانده می شود.
اعمال رویه LVRT بوسیله به مولدهای بادی به هنگامی که ولتاژ در شبکه بدلیل خطا و یا تغییر اضافه بار شبکه به طور موقت کاهش می یابد ضروری است. در نتیجه رفتار مورد نیاز LVRT در دستورالعمل های شبکه عرضه شده که توسط اپراتورهای شبکه به منظور حفظ ثبات سیستم اعمال می گردد و از این طریق سبب کاهش خطر عدم توازن ولتاژ می شود. کدها یا دستورالعمل های شبکه در اصل با توجه به ژنراتور همگام که بطور کلی در نیروگاه معمولی استفاده می شوند توسعه داده شده اند، در حالی که ژنراتورهای توربین بادی (WTG) دارای ویژگی های مختلف در مقایسه با نیروگاه های متداول میباشند. همانگونه که در دستورالعل های شبکه هندوستان (IWGC) آمده است، مزارع بادی متصل به ۶۶ ولت یا بالاتر در طی سیستم خطا دارای ناحیه عملیاتی خاصی هستند که در شکل نشان داده شده است. اگر نقطه عملیاتی در زیر خط (شکل ۱) نزول کند، مزارع بادی را میتوان از شبکه جدا نمود.
بهبود قابلیت های گذار از ولتاژ کم ژنراتور توربین بادی شبکه
۲- سیستم تبدیل انرژی باد
۲-۱٫ اصل استخراج نیروی باد
قدرت موجود در باد را نمی توان به طور کامل به انرژی مکانیکی یک توربین بادی تبدیل نمود. از نظر تئوری، حداکثر بازده مکانیکی استخراج انرژی از باد در سال ۱۹۲۶ توسط بتز کشف شد، که بر طبق آن یک توربین بادی می تواند تنها ۵۹٪ از نیروی باد را تحت کنترل در آورد.
۲-۲٫ توپولوژی های ژنراتور باد
طبقه بندی توپولوژی های ژنراتور باد بر اساس هزینه های کلی، تعداد مولفه ها، پیچیدگی، کنترل بالقوه، حفاظت و هزینه شرح داده شده است [۴]. همانگونه در شکل ۳ الف نشان داده شده است توربین بادی از طریق شافت و جعبه دنده به روتور ژنراتور القائی قفس سنجابی (SCIG ) متصل شده است. از آنجا که SCIG در سرعت ثابت کار میکند، این توپولوژی نشان دهنده یک سیستم توربین بادی سرعت ثابت میباشد. ژنراتورهای بادی سرعت متغیر با توجه به جذب انرژی بالاتر و تنش های مکانیکی کمتر، در مقایسه با ماشین آلات ثابت سرعت، غالبا بیشتر استفاده می شوند. همراه با یک واحد سرعت متغیر، ژنراتور با استفاده از تکنولوژی مبدل الکترونیکی به شبکه متصل می شود. این مورد اجازه می دهد تا سرعت توربین تا حداکثر عملکرد کنترل شود. شکل ۳ ج نشان دهنده ژنراتور همگام مغناطیسی دائمی (PMSG) با قابلیت عمل در سرعت های متغیر می باشد. که در آن ژنراتور با کمک مبدل کامل به شبکه وصل میشود. ژنراتور القایی دو سو تغذیه (DFIG) یک دیگر از توپولوژیهای مرتبط با سرعت متغیر عادی است که همانگونه که در شکل ۳ ب نشان داده شده است از ماشین های القایی با روتور سیم پیچی با مدل ac-dc-ac بین روتور و اتصالات شبکه استفاده می نماید.
بهبود قابلیت های گذار از ولتاژ کم ژنراتور توربین بادی شبکه
۳- مشخصات سیستم
۳-۱ مشخصات افت ولتاژ
در زمینه کیفیت توان، اختلال را می توان بعنوان یک انحراف موقت از حالت پایدار ولتاژ ناشی از خطا های تغییرات ناگهانی کوتاه مدت زمان در سیستم و یا بار در نظر گرفت. از بین بردن افت های ولتاژ حتی در قوی ترین و شبکه های قابل اعتماد قدرت ممکن نیست و افت ولتاژ بعنوان مهم ترین مشکل کیفیت توان بشمار می آید که نیاز است مهار گردد. افت، ابتداء بعنوان یک گوناگونی کوتاه مدت ولتاژ rms می باشد که اندازه آن از ۰٫۱ الی ۰٫۹ pu برای مدت ۰٫۵ الی ۱ دقیقه متغیر است.
۳-۲٫ اهمیت نسبت اتصال کوتاه
برای تجزیه و تحلیل فعل و انفعال بین توربین بادی و مولفه های مرتبط شبکه، مهم است که ویژگی های PCC را بدانید بعنوان مثال نقطه گرید که در آن تأسیسات نیروی باد به شبکه متصل میشود (همراه با دیگر کاربران شبکه در آن مکان). PCC نقطه ای است که تواناییها و ظرفیتهای اپراتور شبکه پایان می یابد و تواناییها و ظرفیتهای اپراتور توربین بادی شروع است. قدرت اتصال کوتاه شبکه در حقیقت توان ظاهری می باشد که در اتصال کوتاه PCC جریان می یابد.
۳-۳٫ اثر افت ولتاژ بر توپولوژی های مختلف ژنراتور
در مورد توربین های بادی، اثرات افت ولتاژ متفاوت است و بسته به نوع خاصی از توپولوژی توربین بادی استفاده شده می باشد که به شرح زیر ذکر میشود :
۳-۴٫ راه حل هایی برای LVRT
راه حل های جایگزین برای تکنولوژیهای LVRT بشرح زیر پیشنهاد شده اند :
جای دادن یک برشگر مقاومت در حلقه –DC برای پراکنده سازی انرژی اضافی بشکل حرارت در طی افت های ولتاژ شبکه. بهرحال، درجه حرارت در مقاومت افزایش می یابد که ممکن است وقتی مدت زمان افت ولتاژ نسبتا” طولانی شود، باعث بروز مشکل گردد [۵].
بهبود قابلیت های گذار از ولتاژ کم ژنراتور توربین بادی شبکه
۴- تحقق LVRT و نتایج شبیه سازی
طرح کنترل برای اجرای الزامات LVRT برای ۵MW مرتبط با PMSG بر اساس سیستم WTG توسط نرم افزار MATLAB شبیه سازی شده است [۸]. کنترل بهره برداری در ژنراتور و شبکه اجرا گردیده است [۹,۱۰]. هدف کنترل بخش ژنراتور در کنترل سرعت ژنراتور در جایی است که ژنراتور در نقطه توان ماکزیمم با کمک الگوریتم اصلاح شده HCS کار میکند. روش اندازه گام متغیر برای به دست آوردن مرجع سرعت روتور اجرا شده است [۱۱,۱۲]. در شرایط عادی، کنترل طرف شبکه قابلیت حفظ ولتاژ DC-link را داشته و جریان اکتیو و راکتیو، با در نظر گرفتن اینکه در طی وقوع خطا اهداف کنترل شبکه شامل کاهش توان اکتیو و راکتیو به صفر است، را کنترل میکند. برشگر متصل به DC-link ولتاژ ثابت DC-link را در طی خطا شبکه حفظ میکند. بر اساس مشخصات LVRT، توان اکتیو در طی خطا برای شبکه تامین نمیشود. این انرژی اضافی از طریق اتصال به DC-link به صورت گرما پراکنده میشود.
۴-۱٫ ژنراتور و کنترل طرف شبکه
برای انجام کنترل ژنراتور سنکرون آهنربای دائم کنترل جهت دار میدان (FOC) مورد استفاده قرار گرفته است. این سیستم شامل کنترل جریان استاتور است که بوسیله بردار نمایش داده شده است. این کنترل بر اساس تغییر شکل کمیت سه فاز به دو فاز (d و q) است. این سیستم به دو ثابت بعنوان مرجع ورودی نیاز دارد: مولفه گشتار (همراستا با محور- q) و مولفه شار ( همراستا با محور – d).
۴-۲٫ آنالیز شبیه سازی
یک خطا خطا ممکن است در یک، دو یا همه سه فاز شبکهAC رخ دهد. نتایج نشان داده شده در زیر هنگامی بدست آمده اند که یک خطای LLLG از ۱ الی ۱٫۱ ثانیه بروز نماید. این سیستم برای مدت ۲ ثانیه بر اساس پیکربندی ضریب توان واحد بدون انجکسیون
توان راکتیو شبیه سازی شده است. این سیستم رفتار گذرا را تا ۰٫۲۵ ثانیه را نمایش میدهد. همپوشانی گشتاور مکانیکی و الکترومغناطیسی برای سرعت اسمی باد معرف عملکرد با ثبات سیستم در شبیه سازی میباشد [۱۳]. سرعت ژنراتور بصورت ثابت ۱٫۲ rad/sec برای سرعت اسمی باد حفظ می شود. سطح ولتاژ در PCC برابر با ۴۰۰ kv مشخص شد. حداکثر زمان رفع خطا با توجه به شبکه ۴۰۰KV برابر با ۰٫۱ ثانیه می باشد.
بهبود قابلیت های گذار از ولتاژ کم ژنراتور توربین بادی شبکه
۵- نتیجه گیری
گذار از ولتاژ کم نقش مهمی در حفظ ثبات و پایداری ولتاژ شبکه متصل به سیستم قدرت باد دارد. قطع نابهنگام تعداد زیادی از ژنراتورهای بادی بعلت اختلال میتواند باعث بخطر افتادن پایداری سیستم و نیز گسترش اثرات آشفتگی در شبکه گردد. WTG ها با سرعت متغیر مجهز به مبدلهای الکترونیکی با قابلیت کارکرد کامل یا اسمی از ظرفیت حاصل آوردن توان حداکثری از باد و ظرفیت کامل FRT در طی خطای شبکه برخوردار می باشند. نتایج شبیه سازی موکد تکمیل ضروریات LVRT می باشند، همانند اتصال ژنراتور به شبکه باقی و قابلیت پراکنده سازی انرژی اضافی بصورت گرما در طی وقوع خطا. دو خصصه مرتبط با کنترل طرف شبکه و مولد قابلیت کار همزمان جهت مرتفع سازی ضروریات LVRT را دارند. عملکرد اصلی خازن DC-Link ذخیره انرژی و عمل بعنوان جداساز بین رکتیفایر و اینورتور میباشد، بطوریکه هر کدام را بتوان بصورت جداگانه کنترل کرد و قابلیت تفکیک سیستم توربین باد از شبکه بمنظور حفاظت وجود داشته باشد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
