شبیه سازی کنترل کننده یکپارچه عبور توان (UPFC) در متلب :پروژه متلب

پروژه متلب :

UPFC 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.

واژه «FACTS» به تمامی سیستم‌های مبتنی بر الکترونیک قدرت که در انتقال توان الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرند، اطلاق می‌شود. 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.

در اینصورت بدون نیاز به اضافه کردن تولید یا تغییرات در خطوط انتقال موجود، بالاترین حد ظرفیت بهره برداری از سیستم انتقال صورت می‌گیرد ولی بعلاوه بر مزایای چشمگیر این تجهیز جدید مشکلات خاصی در مورد حفاظت شبکه بوجود خواهد آمد که در این مورد در بخش دوم این مقاله که در آینده ارائه خواهد شد توضیح داده خواهد شد.

پروژه متلب : در این بخش سعی بر آشنایی محدود با جدیدترین این ادوات یعنی UPFC خواهیم داشت؛ و کاربردهای چشمگیر آن در شبکه‌های قدرت و نگاهی به مانورهای چند جانبه این اعجوبه جدید FACTS در کنترل پایداری شبکه و مقایسه این وسیله با دیگر ادوات FACTS.

کنترل کننده یکپارچه عبور 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. اولین UPFC با ظرفیت MVA ۳۲۰ در سال ۱۹۹۸ در آمریکا ساخته شد و مورد بهره بردای قرار گرفت.

پروژه متلب :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. مفهوم کنترلی UPFC با توجه به توضیحات داده شده در قسمت اول کنترل کننده که می‌تواند بدون قید و محدودیتی تزریق ولتاژ انجام دهد که راجع به آن بحث شد UPFC نامیده می‌شود.

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.

۱- کنترل ولتاژ ترمینال: UPFC می‌توند 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.

پروژه متلب :UPFC تجهيزي مدرن از نسل جديد ادوات FACTS در صنعت برق جهان استفاده از تجهيزات الكترونيك قدرت در شبكه هاي انتقال يكي از جديدترين تكنيك هاي بكار برده شده در صنعت برق جهان است.

واژه « FACTS» (۱) به تمامي سيستم هاي مبتني بر الكترونيك قدرت كه در انتقال توان الكتريكي مورد استفاده قرار مي گيرند، اطلاق مي شود. بدليل ملاحظات پايداري گذرا، ديناميك، كنترل ولتاژ و پايداري ولتاژ، به ندرت مي توان از خطوط الكتريكي قدرت در حد ظرفيت حرارتي آنها استفاده كرد. با بوجود آمدن ادوات FACTS و به ويژه نسل جديد اين ادوات، اين معضل به طور چشمگير حل گرديده است. در اينصورت بدون نياز به اضافه كردن توليد يا تغييرات در خطوط انتقال موجود، بالاترين حد ظرفيت بهره برداري از سيستم انتقال صورت مي گيرد ولي بعلاوه بر مزاياي چشمگير اين تجهيز جديد مشكلات خاصي در مورد حفاظت شبكه بوجود خواهد آمد كه در اين مورد در بخش دوم اين مقاله كه در آينده ارائه خواهد شد توضيح داده خواهد شد. در اين بخش سعي بر آشنايي محدود با جديدترين اين ادوات يعنيUPFC (2) خواهيم داشت. و كاربردهاي چشمگير آن در شبكه هاي قدرت و نگاهي به مانورهاي چند جانبه اين اعجوبه جديد FACTS در كنترل پايداري شبكه و مقايسه اين وسيله با ديگر ادوات FACTS. (1). كنترل كننده يكپارچه عبور توان (UPFC) : UPFC از دو مبدل منبع ولتاژ (VSC)3 تشكيل شده است كه خروجي AC يكي از آنها از طريق يك ترانسفورماتور به طوري موازي به شبكه انتقال متصل شده و ديگر به صورت سري با خط قرار مي گيرد. ترانسفورماتور موازي UPFC مبدل سري مي تواند تبادل توان اكتيو با شبكه داشته باشد كه در اين حالت بدون آنكه ولتاژ خازن DC تغيير نمايد. توان اكتيو اضافي يا مورد نياز مبدل سري از طريق ترانسفورمر و مبدل موازي تأمين مي شود بنابراين فاز ولتاژ تزريقي سري مي تواند به طور آزادانه و مستقل كنترل شود. توانايي UPFC در كنترل P و Q بطور مستقل، در خنثي نمودن اغتشاشات ديناميكي سيستم و متعادل نمودن توان هاي اكتيو و راكتيو عبوري از خطوط موازي بسيار موثر است. اولين UPFC با ظرفيت MVA 320 در سال ۱۹۹۸ در آمريكا ساخته شد و مورد بهره برداي قرار گرفت.

——————————————————————————–

پروژه متلب :توجه داريم كه مبدل هاي منبع ولتاژهاي (VSC) در هر بازو اين مبدل ها، از يك كليد GTO و يك ديود تشكيل شده است. كه به صورت معكوس با هم موازي شده اند. تا عبور دو طرفه جريان ميسر با تدابير كنترلي مناسب مي توان با كليد زني (Swtiching) دقيق دامنه و فاز ولتاژ AC را به راحتي كنترل كرد. (۲) مفهوم كنترلي UPFC با توجه به توضيحات داده شده در قسمت اول كنترل كننده كه مي تواند بدون قيد و محدوديتي تزريق ولتاژ انجام دهد كه راجع به آن بحث شد UPFC ناميده مي شود . UPFC با افزودن فازور ولتاژ تزريقي Vpq ( با دامنه Vpq و زاويه ) به Vs فازور ولتاژ ابتداي خط، امكان كنترل عبور توان را به طرق مختلفي فراهم مي آورد. .با انتخاب مناسب فازور Vpq، مي توان به سه روش كنترل عبور و يا تركيبي از آنها را ايجاد كرد.

——————————————————————————– ۱

پروژه متلب :-۲ : كنترل ولتاژ ترمينال: UPFC مي توند كنترل ولتاژ را مانند ترانسفورماتور داراي تپ با پله هاي بسيار كوچك انجام دهد. .۲-۲ : كنترل جبران سازي: UPFC مي تواند جبران سري نيز انجام دهد، . ۳-۲ : كنترل شيفت فاز (زاويه انتقال) : شيفت فاز توسط UPFC در حالتي است كه به اندازه تغيير فاز مي يابد، اما دامنه آن تغيير نمي كند. ۴-۲ : كنترل چند منظوره: UPFC مي تواند همزمان به چندين روش عبور توان را كنترل كند جبران بطور همزمان با كنترل ولتاژ ترمينال، جبران سري خط و تنظيم زاويه شيفت فاز انجام شده است. (۳) مقايسه UPFC با ديگر ادوات FACTS : با توجه به اينكه توضيح در مورد ديگر ادوات FACTS از حوصله اين مقاله خارج است. فقط به جدول مقايسه تأثيرات UPFC و ديگر ادوات FACTS در شبكه هاي قدرت بسنده مي كنيم و با مشاهده اين جدول متوجه خواهيم شد كه UPFC اين اعجوبه جديد صنعت برق به چه قدرت مانور و كنترل مسائل مربوط به پايداري شبكه را داراست

خروجی متلب :