پروژه معرفی و شبیه سازی انواع ادوات FACTS – تعداد صفحات ۱۲۴

سیستم های انتقال AC انعطاف پذیر که به FACTS  معروف می باشند مفهوم و ایده جدیدی است که برای تقویت کنترل پذیری و توسعه ظرفیت انتقال شبکه ها، بکارگیری و استفاده از کنترل کننده ها و ادوات الکترونیک قدرت را توصیه و تشویق می نمایند. در واقع سیستم هایFACTS قادر هستند که پارامترها و مشخصه های خطوط انتقال مانند امپدانس سری، امپدانس شانت، زاویه فاز که بعنوان محدودیت اصلی بر سر راه افزایش ظرفیت شبکه عمل می نمایند، کنترل کنند.

برای دانلود به ادامه مطلب مراجعه گردد

•  کنترل فلوی توان اکتیو بقسمی که بتواند انتقال و مقدار آن را در مسیرهای دلخواهی کنترل نماید. 
•  کنترل بارگیری خطوط انتقال تا نزدیکی های ظرفیت حرارتی آنها بقسمی که در عین اینکه از حداکثر ظرفیت خطوط استفاده میگردد اما مانع از اضافه بار آنها میشود. این امر باعث میشود که بواسطه افزایش توانائی انتقال توان بین نواحی، بتوان حاشیه رزرو تولید در سیستم را کاهش داد. 
•  میرائی نوسانات توان که در صورت عدم میرائی میتوانند باعث صدمه دیدن تجهیزات و محدود نمودن ظرفیت انتقال خطوط گردند. 
•  جلوگیری از توسعه و گسترش حوادث و خروج پی در پی تجهیزات از طریق محدود نمودن اثر خطاها و معیوب شدن تجهیزات

معرفی ادوات FACTS

در حال حاضر انواع مختلفی از ادوات FACTS در سیستم­های قدرت به کار می‌رود که مشهورترین آنها عبارتنداز:

• SVC : جبرانساز Var استاتیک
• TCSC : خازن سری کنترل تریستوری
• PAR: ترانسفورماتور شیفت­دهنده فاز (تنظیم­کننده زاویه فاز)
• STATCOM: جبرانساز استاتیک
• SSSC : جبرانساز سری سنکرون استاتیک
• UPFC : کنترل­کننده یکپارچه توان
• IPFC : کنترل­کننده توان بین خطوط
• CSC : جبرانساز استاتیک تغییرپذیر

معرفی انواع ادوات FACTS

 جبرانساز Var استاتیک (SVC)

SVC  یکی از مهمترین عناصر FACTS است که سالهاست به دلیل مزیت فنی و اقتصادی در حل مساله دینامیک ولتاژ مورداستفاده قرار می‌گیرد. دقت، دسترس‌پذیری و پاسخ سریع SVC در مقایسه با جبرانگرهای موازی کلاسیک آن­را به وسیله‌ای بسیار کارآمد در کنترل ولتاژ حالت گذرا و حالت ماندگار تبدیل نموده است. شکل (۱-۴) ساختمان SVC و مشخصه V-I آن­را نشان می‌دهد.

SVC به صورت موازی به شبکه وصل می‌شود و همانطور که از شکل پیداست می‌تواند در دو مود راکتیو سلفی یا خازنی ظاهر شود. در جریان خازنی بزرگتر از Icmax، SVC به یک خازن تبدیل می‌شود و توان راکتیو آن به صورت تابعی از ولتاژ شبکه تغییر می‌کند. شیب نمودار V-I بین Icmax  و -Irmax معمولاً %۲ تا %۵ درنظرگرفته می‌شود.

مهمترین کاربردهای SVC عبارتنداز :

• تثبیت ولتاژ در شبکه­های ضعیف،
• کاهش تلفات انتقال،
• افزایش ظرفیت انتقال توان،
• افزایش میرایی اغتشاشات کوچک،
• بهبود پایداری ولتاژ،
• حذف نوسانات توان.

رایج­ترین انواع SVC با توجه به عناصر به­کاررفته در ساختمان آن­ها به شرح زیر است:

• راکتور کنترل تریستوری TCR
• خازن سوییچ تریستوری TSC
• راکتور سوییچ تریستوری TSR
• خازن سوییچ مکانیکی MSC

در شکل (۲-۴) موارد فوق و نحوه اتصال آن­ها به سیستم انتقال نشان داده شده است. با تنظیم زاویه آتش تریستورها، SVC در مود راکتیو سلفی یا خازنی ظاهر می‌شود.

معمولاً حوزه تغییرات ولتاژ سیستم توسط SVC %5± لحاظ می‌شود. اغلب سه محل برای نصب SVC پیشنهاد می‌شود:

• در مجاورت بارهای عمده و بزرگ (نواحی وسیع شهری)،
• نزدیک به بارهای حساس به ولتاژ،
• در مجاورت بارهای صنعتی.

در واقع نصب SVC در سه محل مزبور بیشترین تاثیر را بر بارهای شبکه قدرت دارد. همان­طور که گفتیم اگر SVC به حد توان راکتیو خود نزدیک شود (مثلاً به Icmax در شکل (۱-۴)) به یک خازن ثابت تبدیل می‌شود و تولید توان راکتیو آن تابعی از ولتاژ شبکه می‌گردد. این پدیده از معایب SVC محسوب می‌شود.

خازن سری کنترل تریستوری(TCSC)

خازن­های سری کنترل تریستوری همان خازن­های سری معمولی هستند که با اضافه­کردن راکتور کنترل­شونده تریستوری توسعه داده شده‌اند. قراردادن راکتور کنترل­شونده به صورت موازی با خازن­های سری، سیستم جبرانسازی سری با تغییرات سریع و پیوسته را بوجود می‌آورد. بکارگیری خازن­های سری قابل تنظیم موثرترین روش جبرانسازی راکتیو خطوط انتقال بلند است و ابزار سودمندی جهت کنترل توان انتقال یافته از این خطوط محسوب می‌شود. بدلیل اندوکتانس نسبتاً زیاد، در شرایط عادی (بدون جبرانسازی)، افزایش در توان انتقال­یافته از خطوط انتقال بلند می‌تواند سبب ناپایداری شود. خازن­های جبرانساز سری عامل موثری در تثبیت خطوط بلند می­باشند. جبرانسازی خطوط انتقال توسط خازن­های سری با اهداف زیر صورت می‌گیرد:

• افزایش ظرفیت انتقال و افزایش حد پایداری گذرا،
• کاهش تلفات (تقسیم توان بین خطوط موازی)،
• میراکردن رزونانس زیر سنکرون (SSR): امکان رویداد این پدیده، در خطوط بلند جبرانسازی شده با خازن­های سری، وجود دارد،
• کنترل توان خطوط،
• کاهش افت ولتاژ وابسته به بار،
• میراکردن نوسانات توان و در نتیجه بهبود پایداری سیستم،
• کاهش زاویه و امپدانس خط انتقال.

شکل (۳-۴) طرحی از TCSC و نمودار (P-V) مربوط به سیستم انتقال مجهز به TCSC را نشان می‌دهد. افزایش فاصله بین زانوی منحنی (P-V) و نقطه کار خط به معنای افزایش ظرفیت انتقال توان از خط است.

 جبرانساز استاتیک(STATCOM)

اساس عملکرد STATCOM مشابه کندانسور سنکرون است. از آنجا که در ساخت این وسیله از ادوات الکترونیک قدرت استفاده می‌شود به آن جبرانساز استاتیک می‌گویند. مبدل­های به کاررفته در این جبرانساز توان راکتیو موردنیاز را بطور محلی (در محل اتصال STATCOM به شبکه) تأمین کرده و خروجی آن بطور پیوسته قابل تنظیم می‌باشد، به همین دلیل در مواردی که ولتاژ شبکه قدرت تغییرات وسیعی داشته باشد (در حالت بروز اغتشاش یا پس از رفع خطا) از این جبرانساز استفاده می‌شود.

شکل (۴-۴) طرحی از STATCOM و مشخصه V-I آن­را نشان می‌دهد. تولید یا جذب توان راکتیو توسط مبدل منبع ولتاژ (VSC) با تنظیم ولتاژ V_ref صورت می‌گیرد.

مهمترین کاربردهای STATCOM به شرح زیر است:

• کنترل دینامیکی ولتاژ،
• بهبود پایداری گذرا،
• حذف نوسانات توان در شبکه انتقال،
• کنترل توان حقیقی و راکتیو.

مقایسه STATCOM و SVC

SVC  و STATCOM از لحاظ قابلیت عملکرد جبرانسازی بسیار به هم شبیه هستند، اما اصول عملکرد آنها اساسا متفاوت است.  STATCOM به عنوان یک منبع ولتاژ سنکرون عمل می­کند، در حالیکه SVC به عنوان ادمیتانس راکتیو کنترل­شده عمل می­کند. این تفاوت باعث می­شود STATCOM از مشخصات عملکرد بهتر و انعطاف­پذیری بیشتری نسبت به SVC برخوردار باشد. شکل (۵-۴) مشخصه (STATCOM (V-I و SVC را مقایسه می­کند. همانطور که از شکل پیداست در محدوده عملکرد خطی مشخصه (V-I)، قابلیت عملکرد جبرانسازی SVC و STATCOM مشابه است. با درنظرگرفتن محدوده عملکرد غیرخطی، STATCOM قادر است، جریان خروجی­اش را در محدوده حداکثر جبرانسازی خازنی و سلفی به صورت مستقل از ولتاژ AC سیستم کنترل کند. در حالیکه حداکثر جریان جبرانسازی قابل حصول با استفاده از SVC به صورت خطی با ولتاژ سیستم کاهش می­یابد. بنابراین در تامین ولتاژ تحت اغتشاشات بزرگ سیستم که در طی آن­ها ولتاژ سیستم خارج از محدوده خطی است STATCOM بسیار موثرتر از SVC عمل می­کند. قابلیت STATCOM در حفظ کامل جریان خروجی خازنی در شرایط ولتاژ پایین سیستم، باعث می­شود STATCOM در حفظ پایداری گذرای سیستم بسیار موثرتر از SVC عمل کند.

در مواقعی که نیاز به جبرانسازی توان اکتیو است، STATCOM قادر است با استفاده از پایانه DC  خود توان را از یک منبع ذخیره انرژی (باطری، بانک خازنی و غیره) بگیرد و از پایانه AC خود آن­را به شبکه تزریق کند. در حالیکه SVC این قابلیت را ندارد.

جبرانساز استاتیک تغییرپذیر(CSC)

تاکنون چند نوع عنصرFACTS  معرفی گردید و دیده شد عناصر مختلفFACTS  کاربردهای مختلفی در شبکه قدرت دارند. به عنوان مثال PST عمدتا برای کنترل توان، SVC برای کنترل سریع ولتاژ و غیره می­باشند. موسسه EPRI به دنبال عنصری بود که بتواند در آن مجموعه خصوصیات عناصر مختلف FACTS  را جمع کند تا از این طریق بر محدودیت­های انتقال توان بیش از پیش غالب شود. برای این منظور موسسه EPRI توانست با همکاری NYPA عنصر جدیدی از خانواده   FACTS بسازد که این عنصر با توجه به نحوه ارتباط عناصر تشکیل­دهنده آن به یکدیگر و به شبکه می­تواند در مدهای مختلفی کار کند. با توجه به اینکه کارکرد این عنصر را با تغییر اتصالات می­توان تغییر داد به آن جبرانساز استاتیکی تغییرپذیر (CSC) گویند.

CSC  مذکور از دو مبدل منبع ولتاژ ۱۰۰ مگا ولت ­آمپر، یک ترانسفورماتور موازی ۲۰۰ مگاولت آمپر (با دو سیم‌پیچی ولتاژ پایین هر کدام ۱۰۰ مگاولت آمپر) و دو ترانسفورماتور سری MVA 100 تشکیل شده است. این CSC در سال ۲۰۰۳ بر روی خطوط خروجی (۲ خط) از پست kV345 مارسی نصب گردید و می­تواند مانند STATCOM، UPFC، IPFC یا SSSC بهره­برداری شود. از لحاظ عملکرد هر کدام از مبدل­های MVA 100 متصل به سیستم مانند یک STATCOM 100 مگاولت آمپر عمل خواهد کرد. بسته به نحوه اتصال مبدل­ها به یکدیگر و به شبکه، ۱۱ کارکرد مختلف را می‌توان از CSC انتظار داشت.

فهرست مطالب

فصل اول

معرفی ادوات FACTS

فصل دوم

شبیه سازی انواع ادوات FACTS

۱- شبیه سازی SVC 

۲- شبیه سازی STATCOM

۳- شبیه سازی TCSC

۴- شبیه سازی SSSC

۵- شبیه سازی DVR

۶- شبیه سازی D-STATCOM

۷- شبیه سازی UPFC

۸- شبیه سازی UPQC

• این پروژه علاوه بر فایل word دارای فایل های شبیه سازی نیز می باشد.

تصاویر فایل پروژه :

خرید انلاین پروژه

• فرمت فایل : Word –  تعداد صفحات : ۱۲۴ صفحه
• حجم فایل : ۴٫۳ مگا بایت
• برای دانلود مقالات و پروژه های بیشتر در گرایش قدرت اینجا کلیک کنید.

درصورت بروز مشکل در هنگام خرید با ایمیل زیر در ارتباط باشید.

ایمیل مدیریت پارسی برق : admin@parsibargh.com