کنترل کننده یکپارچه توان (UPFC) بر روی شبکه ۱۴ باسه در متلب :پروژه متلب

پروژه متلب :

واژه «FACTS» به تمامی سیستم‌های مبتنی بر الکترونیک قدرت که در انتقال توان الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرند، اطلاق می‌شود. ادوات fact برای اولین بار در سال ۱۹۸۰ توسط شرکت برق منطقه ای امریکای شمالی ارائه شدند. افزايش شديد تقاضای مصرف در مناطق مختلف باعث كمبود ظرفيت انتقال و رسيدن بار برخی خطوط به حوالی ظرفيت نامی خود شد. اين مسأله با توجه به مشكلات نصب خطوط جديد باعث شد پروژه متلب : كه توجه به سمت استفاده بهينه و در حد ظرفيت حرارتی از خطوط موجود جلب شود. UPFC ( کنترل کننده یکپارچه توان ) تجهیزی مدرن از نسل جدید ادوات FACTS در صنعت برق جهان استفاده از تجهیزات الکترونیک قدرت در شبکه‌های انتقال یکی از جدیدترین تکنیک‌های بکار برده شده در صنعت برق جهان است. بدلیل ملاحظات پایداری گذرا، دینامیک، کنترل ولتاژ و پایداری ولتاژ، به ندرت می‌توان از خطوط الکتریکی قدرت در حد ظرفیت حرارتی آن‌ها استفاده کرد. با بوجود آمدن ادوات FACTS و به ویژه نسل جدید این ادوات، این معضل به طور چشمگیر حل گردیده است.

پروژه متلب : کنترل کننده یکپارچه توان (UPFC) : UPFC از دو مبدل منبع ولتاژ (VSC) تشکیل شده است که خروجی AC یکی از آن‌ها از طریق یک ترانسفورماتور به طوری موازی به شبکه انتقال متصل شده و دیگر به صورت سری با خط قرار می‌گیرد. ترانسفورماتور موازی UPFC مبدل سری می‌تواند تبادل توان اکتیو با شبکه داشته باشد که در این حالت بدون آنکه ولتاژ خازن DC تغییر نماید، توان اکتیو اضافی یا مورد نیاز مبدل سری از طریق ترانسفورمر و مبدل موازی تأمین می‌شود. بنابراین فاز ولتاژ تزریقی سری می‌تواند به طور آزادانه و مستقل کنترل شود. توانایی UPFC در کنترل P. و Q. بطور مستقل، در خنثی نمودن اغتشاشات دینامیکی سیستم و متعادل نمودن توان‌های اکتیو و راکتیو عبوری از خطوط موازی بسیار موثر است.

پروژه متلب : اولین UPFC با ظرفیت MVA ۳۲۰ در سال ۱۹۹۸ در آمریکا ساخته شد و مورد بهره بردای قرار گرفت. توجه داریم که مبدل‌های منبع ولتاژهای (VSC) در هر بازو این مبدل ها، از یک کلید GTO و یک دیود تشکیل شده است. که به صورت معکوس با هم موازی شده اند. تا عبور دو طرفه جریان میسر با تدابیر کنترلی مناسب می‌توان با کلید زنی (Swtiching) دقیق دامنه و فاز ولتاژ AC را به راحتی کنترل کرد. UPFC با افزودن فازور ولتاژ تزریقی Vpq (با دامنه Vpq و زاویه) به Vs فازور ولتاژ ابتدای خط، امکان کنترل عبور توان را به طرق مختلفی فراهم می‌آورد.. با انتخاب مناسب فازور Vpq، می‌توان به سه روش کنترل عبور و یا ترکیبی از آن‌ها را ایجاد کرد.

پروژه متلب : کاربردهای UPFC : ۱- کنترل ولتاژ ترمینال: UPFC می‌تواند کنترل ولتاژ را مانند ترانسفورماتور دارای تپ با پله‌های بسیار کوچک انجام دهد. ۲: کنترل جبران سازی: UPFC می‌تواند جبران سری نیز انجام دهد. ۳: کنترل شیفت فاز (زاویه انتقال): شیفت فاز توسط UPFC در حالتی است که به اندازه تغییر فاز می‌یابد، اما دامنه آن تغییر نمی‌کند. ۴ : کنترل چند منظوره: UPFC می‌تواند همزمان به چندین روش عبور توان را کنترل کند جبران بطور همزمان با کنترل ولتاژ ترمینال، جبران سری خط و تنظیم زاویه شیفت فاز انجام شده است.

سیستم قدرت (به انگلیسی: Electric power system)، شبکه‌ای از اجزای الکتریکی است که برای تأمین، انتقال و استفاده از توان الکتریکی بکار می‌رود. نمونه‌ای از سیستم‌های قدرت، شبکه‌ای است که برای تأمین نیروی الکتریکی خانه‌ها و صنایع به کار گرفته می‌شود. سامانهٔ قدرت در مناطق بزرگ با نام شبکه (به انگلیسی: grid) شناخته می‌شود که به‌طور کلی می‌توان آن را به سه بخش تقسیم کرد: تولید انرژی الکتریکی که توان را تأمین می‌کند، انتقال انرژی الکتریکی که توان را از مراکز تولید به مراکز بار انتقال می‌دهد، و توزیع انرژی الکتریکی که خانه‌ها و صنایع اطرافش را تغذیه می‌کند. سامانه‌های قدرت کوچکتری هم در صنایع، بیمارستان‌ها، ساختمان‌های تجاری و خانه‌ها وجود دارند. غالب این سامانه‌های قدرت بر توان متناوب سه فاز متکی هستند. سامانه‌های قدرت بخصوصی که بر توان سه فاز متکی نیستند را می‌توان در هواپیماها، سامانه‌های ریلی الکتریکی، اقیانوس‌پیماها و خودروها مشاهده نمود.

توان الکتریکی حاصلضرب دو کمیت است، جریان الکتریکی در پتانسیل الکتریکی. این دو کمیت ممکن نسبت به زمان (در توان ای‌سی) تغییر کنند یا در سطح مشخصی بمانند (جریان مستقیم).

بیشتر یخچال‌ها، تهویه‌های مطبوع، پمپ‌ها، و ماشین‌های صنعتی از توان ای‌سی استفاده می‌کنند. در مقابل بیشتر رایانه‌ها و وسایل دیجیتال از توان دی‌سی استفاده می‌نمایند (معمولاً وسایل دیجیتالی که به پریزها متصل می‌کند، یک آداپتور داخلی یا بیرونی دارند که توان ای‌سی را به دی‌سی تبدیل می‌کند). توان ای‌سی این مزیت را داراست که می‌توان آن را به آسانی به ولتاژهای مختلف تبدیل کرد و می‌توان آن را به وسیلهٔ ماشین‌های الکتریکی بدون جاروبک مورد استفاده قرار داد یا تولید کرد. توان دی‌سی همچنان تنها انتخاب عملی در سامانه‌های دیجیتال است و ممکن است در فواصل بسیار طولانی و ولتاژهای بسیار بالا برای انتقال، اقتصادی باشد (فشار-قوی جریان مستقیم را ببینید).

قابلیت تبدیل سادهٔ سطح ولتاژ در توان ای‌سی به علت مهم است: نخست اینکه توان در ولتاژهای بالتر را می‌توان در فواصل طولانی و با تلفات کمتر انتقال داد؛ بنابراین در سامانه‌های قدرت که تولید از بار فاصله دارد، خوب است ولتاژ توان را در نقطهٔ تولید بالا ببریم و سپس در نزدیکی‌های بار پایین بیاوریم. دوم اینکه معمولاً نصب توربین‌هایی که ولتاژهای بالاتری تولید می‌کنند (بالاتر نسبت به ولتاژ بیشتر مصرف‌کننده‌های الکتریکی) اقتصادی‌تر است، بنابراین قابلیت تبدیل آسان به سطح ولتاژهای گوناگون به معنای این است که این ناهمخوانی را می‌توان به سادگی مدیریت کرد

وسایل الکتریکی حالت جامد که محصول انقلاب نیمه‌هادی‌ها هستند، تبدیل سطح ولتاژهای توان دی‌سی را با استفاده از مبدل دی‌سی به دی‌سی ممکن می‌سازند. همچنین با استفاده از آن‌ها می‌توان ماشین‌های دی‌سی بدون جاروبک و منبع تغذیه سوئیچینگ ساخت. با این وجود ابزارهایی که از فناوری حالت جامد استفاده می‌کنند معمولاً گران‌تر از معادل‌های سنتی‌شان هستند، بنابراین توان ای‌سی همچنان پرکاربرد می‌ماند

خروجی متلب :