عنوان پایان‌نامه
طراحی کنترل کننده میان فاز با استفاده از sssc
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 46611;کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1800
- تاریخ دفاع
- ۱۶ شهریور ۱۳۸۹
- دانشجو
- محمدحسن عامری
- استاد راهنما
- شاهرخ فرهنگی
- چکیده
- جبران کننده سنکرون استاتیکی سری یکی از کامل¬ترین وسیله FACTS است که با تزریق ولتاژ عمود بر جریان خط قابلیت جبران سازی راکتانس خط و کنترل شارش توان حقیقی را دارد. کنترل میان فاز یکی از ادوات FACTS است که¬ می¬تواند ضمن کنترل شارش توان در خط جریان اتصال کوتاه را محدود کند. با استفاده از مبدل¬های الکترونیک قدرت می¬توان دینامیک IPC را افزایش داد اما هزینه¬های ساخت نیز افزایش می¬یابد. برای حل این مشکل در این پایان¬نامه ساختار جدیدی برای IPC با استفاده از جبران کننده سنکرون استاتیکی سری مبتنی¬بر مبد¬ل¬های چند سطحی پل H متوالی به عنوان جابجاگر فاز معرفی ¬می¬شود. در این پایان¬نامه از بین ساختارهای مختلفی که برای مبدل¬های چند سطحی ارائه شده است پل H متوالی به علت ساختار مدول وار و حداقل عناصر مورد نیاز انتخاب می¬شود. ساختار مدول وار مبدل¬ها ضمن افزایش انعطاف پذیری سیستم قابلیت اطمینان مبدل را نیز افزایش می¬دهد. برای مدولاسیون نیز از روش PWM با جابجایی فاز استفاده می¬شود. علت این انتخاب محتوای هارمونیکی کمتر و امکان پیاده سازی عملی راحت¬تر است. به علت آنکه SSSC یک عنصر سری است افزایش هارمونیک ولتاژ خروجی در اندیس¬های مدولاسیون کم مشکلی در ولتاژ خط ایجاد نخواهد کرد. در مبدلهای پل H متعادل سازی ولتاژ خازن¬ها بر عهده مبدل¬هایی است که به صورت پشت به پشت به باسdc هر طبقه متصل شده اند. اما باس dc SSSC از هیچ منبع خارجی شارژ نمی¬شود. لذا روش جدید و ساده¬ای نیز برای متعادل سازی ولتاژ خازن¬¬ها در شرایط کار عادی ارائه می¬شود. مدل ریاضی جدیدی براساس استفاده از SSSC به جای جابجاگر فاز استخراج می¬شود که بر اساس آن روش کنترل تزریق ولتاژ هم دامنه در هر دو شاخه سلفی و خازنی ارائه می¬گردد. یکی از معضلات ساختار جدید لزوم حفظ زاویه 90 درجه بین جریان و ولتاژ SSSC است. از طرفی در شبکه نمونه تحت بررسی در شاخه¬های سلفی و خازنی به ترتیب در شارش توان¬های مثبت و منفی فاز جریان 180 درجه تغییر می¬کند. این تغییر گسترده فاز که در جریان¬های بسیار پایین نیز رخ می¬دهد سبب می¬شود SSSC شاخه مذکور فاز جریان را گم کند و سبب ناپایداری در سیستم خواهد شد. راه حلی که برای این مشکل ارائه می¬شود استفاده از جریان شاخه سلفی در توان¬های مثبت و جریان شاخه خازنی در توان¬های منفی به عنوان مرجع فاز SSSC در هر دو شاخه است. عملکرد دینامیکی سیستم پیشنهادی بوسیله شبیه¬سازی در برنامه PSCAD ، با فرض اینکه IPC به باس 230 kV نمونه از شبکه برق ایران متصل شده است، تحلیل می¬شود.
- Abstract
- This thesis proposes a novel Interphase Power Controller (IPC) based on Static Synchronous Series Compensators (SSSC), which are made by multilevel cascaded H-bridge converters. Using Voltage Source Converters (VSC) instead of Phase Shift Transformer (PST) in IPC improves power flow control dynamics, but increases the cost of IPC considerably. Using SSSC instead of VSC reduces the cost of final device, while preserving the main features of IPC. The mathematical model of this structure is derived. Based on this model two new control methods are proposed to control the line power flow. One of the problems which is encountered for the new device is to maintain 90-degree phase shift between the voltages and currents in SSSCs. On the other hand the phase of inductor and capacitor branches currents are changed 180 degrees in positive and negative power flows. This wide variation of phase angles causes SSSCs PLL to loose the phase reference and results in instability in the power system. A solution for this problem that is offered in this thesis uses the current of inductor branch for positive power flow and the capacitor branch for negative power flow as a reference for both SSSCs. The performance of the proposed device is explored by simulation in PSCAD environment, considering that the IPC is connected to a sample bus in 230kV network of Iran.
