کد خبر: ۵۶۰۴
تاریخ انتشار : ۱۰:۲۵ - ۲۸ شهريور ۱۳۹۳
با رشد روزافزون پيوندهاي DC براي اهداف مختلف مطالعات پخش بار هارمونيكي هم مورد توجه بيشتري قرار گرفته و مي‌گيرد. براي انجام پخش بار هارمونيكي بايستي مدل هارمونيكي شبكه و در نهايت مدل تك تك اجزاء شبكه مدنظر باشد. اجزاء شبكه عبارتند از خطوط انتقال، ترانسفورمرها، ژنراتورها، بار، جبران كننده‌هاي استاتيكي توان، مبدلها.

با رشد روزافزون پيوندهاي DC براي اهداف مختلف مطالعات پخش بار هارمونيكي هم مورد توجه بيشتري قرار گرفته و مي‌گيرد. براي انجام پخش بار هارمونيكي بايستي مدل هارمونيكي شبكه و در نهايت مدل تك تك اجزاء شبكه مدنظر باشد. اجزاء شبكه عبارتند از خطوط انتقال، ترانسفورمرها، ژنراتورها، بار، جبران كننده‌هاي استاتيكي توان، مبدلها. بعضي از اجزاء همچون مبدلها ذاتاً غيرخطي هستند و بعضي ديگر همچون بعضي از بارها مي‌توانند غيرخطي هم باشند و يا همچون ترانسها و موتورهاي القائي نسبت به مضارب مختلف هارمونيكي رفتار خطي از خود نشان ندهند ولي در يك فركانس مشخص بتوان آنها را خطي فرض كرد. براي سهولت آناليز فرض مي‌شود كه كل اجزاء از نقطه نظر هر سه فاز يكسان هستند.

از آنجائيكه فرآيند مدولاسيون در توليد هارمونيكها در عملكرد مبدل حاكم است، براي يك هارمونيك معيني از هارمونيكهاي نامشخص ممكن است هم توالي مثبت و هم توالي منفي آن هارمونيك توليد شود. اين حالت در واقع همان حالت نامتعادلي سه فاز را بوجود مي‌آورد. در چنين وضعيتي براي همان هارمونيك، بايستي هم مدل توالي مثبت و هم مدل توالي منفي هارمونيكي آن المان را در نظر گرفت و حالت نامتعادلي را بصورت توالي مثبت و منفي متعادل بررسي كرد.


مدل هارمونيكي خط انتقال

خط انتقال

در مطالعات پخش بار اغلب مدل خط كوتاه براي خطوط انتقال در نظر گرفته مي‌شود و براي بررسي‌هاي پايداري سيستم اغلب خط بلند منظور مي‌شود. در پخش بار هارمونيكي نيز مدل خط كوتاه معادل يك امپدانس است بكـار برده مي‌شود و مطابق شكل (5) مدل هارمونيكي خط بين شينهاي n و m معادل رابطة زیر مي‌باشد.


اغلب براي اجزاء شبكه ممكن است پارامترهاي توالي مثبت و منفي آن با هم نباشند در اين صورت اگر هارمونيك مورد نظر توالي مثبت فازها را داشته توالي منفي فازها پارامترهاي توالي منفي براي مدل كردن هارمونيكي بكار برده مي‌شود.

جبران كننده‌هاي استاتيكي وار SVC:

ساختار جبران كننده‌هاي استاتيكي وار مبدلهاي الكترونيك قدرت بوده و با استراتژيهاي مختلف بر حسب اهداف جبران كنترل مي‌شوند. علي رغم كنترل آسان مقدار توان راكتيو تزريقي يا اخذ شده از شين شامل جبران كننده، هارمونيكهاي جريان را به شين تزريق مي‌كنند. اين هارمونيكها هيچ تفاوتي با هارمونيكهاي توليدي توسط پيوند HVDC ندارند و در بررسي دقيق و كامل بايستي درمدلهاي هارمونيكي شين كنترل ولتاژ نظر گرفته شوند.

در مقاله حاضر فرض شده است كه توسط فيلترهاي اكتيو و ايده‌آل اين هارمونيكها فيلتر مي‌شوند. به هر حال جبران كننده ها در حالت كلي يك سوسپتانس مي‌باشند كه مقدار آن بر حسب ميزان توان راكتيو تزريقي يا كشيده شده از شين در ولتاژ آن شين توسط كنترل كننده تعيين مي‌شود. اگر Qm مقدار توان راكتيو تزريقي به شين كنترل ولتاژ با ولتاژ Vm باشد مطابق شكل سوسپتانس معادل شين برابر رابطة (8) مي‌باشد. در اين صورت مدل هارمونيكي kام آن داراي سوسپتانس k.B خواهد بود. اين در حالتي است كه توان راكتيو به شبكه تزريق شود اگر مانند TCR ها مطابق شكل (bـ6) توان راكتيو از شبكه اخذ شود، سوسپتانس براي هارمونيك k ام برابر رابطه (9) مي‌شود.


ـ بار

بارهاي ثابت يا اهمي سلفي هستند يا اهمي خازني كه در هر حال مي‌توان بصورت يك ادميتانس فرض كرد. اگر بار از شبكه توان راكتيو تحويل بگيرد ادميتـانس معادل بار براي هارمونيك k ام بصورت رابطةزیر و اگر بار به شبكه توان راكتيو تزريق كند مقدار ادميتانس بار بصورت رابطة زیر مي‌باشد.


ـ ژنراتور

ژنراتور براي هارمونيكهاي غيراز مولفه اصلي و سنكرون خودش بصورت يك بار اهمي سلفي خودش را نشان مي دهد و اگر از مقاومت استاتور صرف نظر شود تنها بصورت راكتانس سنكرون مدل مي‌شود. با توجه به اينكه ميدان سنكرون كندتر از ميدان توليد شده توسط هر يك از هارمونيكها مي‌چرخد، مؤلفه‌هاي هارمونيكي با توالي مثبت، پارامترهاي توالي منفي ژنراتور را مي‌بيند.


ـ مبدلها

مبدلهاي پيوند HVDC بعنوان منابع هارمونيكي در شبكه عمل مي‌كنند. مناسبترين مدل براي مبدلها و همچنين براي المانهاي غيرخطي منبع جريان مي‌باشد. در اين مقاله مبدلهاي پيوند HVDC در هر هارمونيك مورد مطالعه با يك منبع جريان برابر آن هارمونيك مدل مي‌شود.

پخش بار هارمونيكي

يكي از مطالعات اساسي بر روي سيستم قدرت پخش بار، مي‌باشد كه بر عهده مراكز ديسپاچينگ است و تحت شرايط مختلف قبل از رسيدن سيستم به آن شرايط شبكه حل شده و ولتاژها و فازهاي همه شينها استخراج مي‌شود و از روي نتايج حالت مناسب شبكه اتخاذ مي‌شود. روشهاي پخش بار بيشتر همان روشهاي مرسوم نيوتن رافسون، Decoupled Method و يا Fast Decoupled Mathod مي‌باشد. ولي با توجه به اينكه پيوندهاي HVDC تحت استراتژي‌هاي مختلف كنترل كار مي‌كنند كاربرد هر يك از اين روشها براي پخش بار AC-DC يكسان نخواهد بود.

هدف اصلي از يك پيوند HVDC انتقال توان راكتيو معيني از يك شين به شين ديگري است و مد كنترل توان ثابت، مد كنترل نرمال هر پيوند HVDC مي‌باشد. تحت اين مد كنترل، تواني كه مبدل اينورتر به شين مربوطه‌اش تزريق مي‌كند، ثابت بوده ولي تواني كه مبدل يكسو كننده از شبكه مي‌گيرد و مجموع توان اكتيو اينورتر و توان اتلافي خط DC است، ثابت نيست. از آنجايي كه ولتاژ شينها در تكرارهاي مختلف پخش بار عوض مي‌شود توان تحويل گرفته شده از يكسو كننده، تابع اين ولتاژ بوده و با توجه به اينكه ولتاژ طرف DC هر مبدل حساسيت شديدي نسبت به تغييرات زاويه آتش دارد در صورت عدم توجه به اين مسئله نتايج پخش بار متغير نخواهد بود.

در مقاله حاضر شبكه استاندارد 14 شينه IEEE به عنوان مبدل اصلي در نظر گرفته شده است و يك پيوند HVDC بين شينهاي 4 و 9 توان اكتيو P را منتقل مي‌كند.

جدول زیر نتايج پخش بار تحت مد كنترل توان ثابت براي چهار حالت مختلف مد كنترلي HVDC براي شبكه تست شده را نشان مي‌دهد. در اين جدول شينهاي 2، 3، 6 و 8 شينهاي كنترل ولتاژ هستند. پيوندهاي HVDC در حالتهاي گذرا از مد كنترل توان ثابت به مد كنترل جريان ثابت سوئيچ مي‌شوند. در اين مد كنترل همچو مد كنترل توان ثابت، طرف اينورتر پيوند DC در مد كنترل ولتاژ DC ثابت كار مي‌كند ولي زاويه آتش مبدل يكسو كننده چنان تعيين مي‌شود كه جريان ثابت از خط عبور كند .


ولتاژ شينها در مد كنترل توان ثابت


ولتاژ شينها در مدكنترل جريان ثابت

معادلات پخش بار AC/DC همان معادلات (13) تا (23) هستند فقط مد كنترل جريان ثابت بر معادلات حاكم است و نتايج اين پخش بار در جدول بالا آورده شده است. در يك پيوند HVDC اغلب شبكه AC طرف اينورتر، شبكه ضعيفي بوده و داراي SCR كمتر از 2.5 مي باشد و طرف يكسو كننده نيز نسبتاً قوي بوده و داراي SCR بالائي است. اگر SCR طرف AC مبدلها پائين باشد هارمونيكهاي جريان AC در صورت فيلتر نشدن كامل شكل موج ولتاژ طرف مبدلها AC را بشدت معوج مي‌كند در اين مقاله فرض شده است كه طرف AC مبدل داراي هست. لذا ولتاژ طرف AC مبدل سينوسي كامل فرض شده است. با فرض اينكه مبدلها 12 پالسه بوده و هارمونيكهاي مشخص مضارب 11، توليد 13، 23، 25، 35 و ... را مي‌كند.

در صورت جاري شدن هر يك از اين هارمونيكها در شبكه AC روي هر شين ولتاژهائي با فركانس هارمونيك مربوطه وجود خواهد داشت. براي محاسبه اين ولتاژهاي هامونيكي ابتدا ماتريس ادميتانس كل شبكه در آن فركانس با مدل كردن شبكه محاسبه مي‌شود و طبق رابطة زیر ولتاژهاي هارمونيكي بدست مي‌آيند. جدول زیر براي توان انتقالي ثابت نيم پريونيت از طريق پيوند HVDC ولتاژهاي هارمونيكي تا مضارب 73 را نشان مي‌دهد.


بر حسب مدهاي مختلف پيوند HVDC توان اكتيو و راكتيو جاري شده در پيوندها فرق مي‌كنند و در نتيجه اين مدها تأثير مستقيم روي شرايط بار شبكه داشته و براي شبكه‌هاي AC/DC در مطالعات پخش بار در نظر گرفته شوند. وجود مبدلها باعث تزريق هارمونيكها به شبكه گشته و با اعوجاج ولتاژ در جريانهاي شبكه باعث افتهاي اضافي در شبكه مي‌گردد. اجزاء مختلف شبكه براي اين هارمونيكها بگونه‌هاي مختلف مدل مي‌شوند و مدل شبكه براي هارمونيك مورد نظر بدست مي‌آيد. منابع هارمونيكي در طرف AC بصورت مبالغ جريان هارمونيك‌ها را در شبكه تزريق مي‌كنند و با حل هارمونيكي شبكه ولتاژ حاصل گشته و تحت شرايطي مي‌توان توان اتلافي توسط اين هارمونيكها را بدست آورد.

ارسال نظر قوانین ارسال نظر
لطفا از نوشتن با حروف لاتین (فینگلیش) خودداری نمایید.
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.
نام:
ایمیل:
* نظر:
وضعیت انتشار و پاسخ به ایمیل شما اطلاع رسانی میشود.
پربازدیدها
برق در شبکه های اجتماعی
اخبار عمومی برق نیوز
عکس و فیلم
پربحث ترین ها
آخرین اخبار