عنوان پایان‌نامه
بررسی و تحلیل تأثیر کنترل کانورترها و ترانسفورماتورکوپلاژ ادوات FACTS بر پایداری گذاری سیستم
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 46050;کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1774
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۸۹
- دانشجو
- مهدی کربلایی زاده
- استاد راهنما
- شاهرخ فرهنگی, حمید لسانی
- چکیده
- از آنجا که شناخت دقیق ویژگی¬های گذرای FACTS و پدیده¬های گذرای ناشی از عملکرد مبدل¬ها و روش-های مختلف کنترل آن¬ها و نقش آن¬ها در پایداری گذرای سیستم قدرت ضروری می¬باشد، در این پایان نامه؛ با انتخاب یک مدل مناسب ، پدیده¬های گذرای متاثر از عملکرد کنترل کننده¬های FACTS در سیستم قدرت و همچنین نقش این ادوات در پایداری گذرای سیستم قدرت مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است و پیشنهاداتی برای بهبود ویژگی¬های گذرای این ادوات ارائه شده است. این مطالعه را می توان بدین گونه تقسیم بندی کرد؛ نقش FACTS در پایداری گذرای سیستم که که معیار مطالعه، زاویه ژنراتور و حد پایداری گذرا می¬باشد و ناپایداری¬های آشوبگونه در سیستم که در این بخش مطالعات با کمک دیاگرام فاز و در فضای حالت انجام شده است. از لحاظ دسته¬بندی FACTS برای ادوات تریستوری در دو حالت موازی و سری SVC وTCSC مطالعه انجام گرفته است، و در مورد کنترل کننده¬های منبع ولتاژ ، کنترل کننده توان یکپارچه (UPFC) بررسی شده است. به¬طور ویژه برای شبیه¬سازی گذرا از ترکیب کنترل کننده¬های FACTS با مدل تک ماشین به شین بی¬نهایت و پایدارساز سنتی سیستم قدرت (PSS) استفاده شده است. در این پایان نامه، برای بررسی پایداری گذرای سیستم قدرت، نخست مدلسازی کامل سیستم قدرت با همه اجزاء آن ارائه شده است؛ که بر اساس آن مدل هفرون فیلیپس برای سیستم مورد مطالعه استخراج شده است. سپس با وارد کردن TCSC به مدل سیستم قدرت، یک کنترل کننده برای سیستم، با استفاده از TCSC طراحی و شبیه سازی شده که نتایج شبیه¬سازی، بهبود پایداری گذرای سیستم را در حضور این کنترل¬کننده نشان می¬دهد. در مورد مطالعه کارایی کنترل کننده¬های FACTS با مبدل منبع ولتاژ در افزایش حد پایداری گذرای سیستم قدرت، نشان داده شده است که UPFC در مد کنترل عمودی، به¬طور جدی حد پایداری گذرا و زمان رفع خطای بحرانی را افزایش می¬دهد و نوسان اول توان را کاهش می¬دهد. به¬علاوه، بررسی رفتار کنترل کننده تریستوری در حالت¬های گذرای آشوبی و مساله دوشاخگی مسیر حالت، نشان می¬دهد که امپدانس ترانسفورماتور کوپلاژ نقش موثری در کاهش ناپایداری و دوشاخگی متغیرهای حالت سیستم دارد. شبیه¬سازی¬های حوزه زمان و حوزه فرکانس در نرم افزار MATLAB و شبیه سازی گذرا با استفاده از نرم افزار PSCAD/EMTDC تائید کننده اهداف مطرح شده در این پایان نامه است.
- Abstract
- The identification of transient characteristics of FACTS and role of the transient phenomena affected by performance of different control methods of FACTS controllers in power system transient stability is inevitable. As a result, an appropriate model for the transient behavior of FACTS controllers in power system is chosen in this thesis. Also their role in transient mode of power systems is analyzed. Furthermore, some suggestions to improve the transient characteristics of these devices are given. This thesis can thus be divided into sections as follows. First the investigation of the role of FACTS in transient stability of power system, in which particularly the short circuit events cleared by switching, are considered. As benchmarks to study of transient stability margin, critical clearing time and generator angle swing are utilized. Also, chaotic instability of thyristor-based FACTS is studied in the second part. Chaos is illustrated utilizing state space and phase diagram. In terms of categories for FACTS devices in thyristor-based devices, parallel and series compensators such as SVC and TCSC have been studied and in case of voltage source converter (VSC) based controllers, unified power flow controller (UPFC) is investigated. Transient simulation of FACTS controllers are carried out by a single-machine infinite bus power system. Additionally, power system stabilizer (PSS) is considered in this study. In this thesis, complete model of power system with detailed components are presented for power system transient study at the first, which is used to extract a modified Heffron-Phillips model for the study system. Then entering the TCSC model, a control system based on TCSC is designed for the transfer function of the system which is a result from the linear model. Also simulations were performed to prove the influence of controller on enhancing the transient stability of the system in the presence of this controller. In case of VSC based FACTS controllers, simulation results show that UPFC seriously increases the transient stability limit and first swing stability in perpendicular control mode. Moreover, scrutiny of the behavior of the thyristor-based controller in chaotic transient phenomena and bifurcation of trajectory, exhibits that the coupling transformer is effective to resolve the instability issue due to bifurcation. Time domain and frequency domain simulations by MATLAB program and transient simulations using PSCAD / EMTDC verify the claims of this thesis.
