عنوان پایان‌نامه
بررسی اثرات نیروگاه های بادی بزرگ بر پایداری شبکه قدرت و بهبود آن با استفاده از PMU ها
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1918;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 49474
- تاریخ دفاع
- ۱۸ تیر ۱۳۹۰
- دانشجو
- حامد احمدی
- استاد راهنما
- حمید لسانی
- چکیده
- منابع سوخت¬های فسیلی سریعتر از قبل در حال کاهش هستند و تولید گازهای گلخانه¬ای محصول لاینفک آن¬ها است. به عنوان یک راه حل، انرژی¬های تجدید پذیر امروزه مورد توجه بیشتری قرار گرفته-اند. این منابع انرژی نسل جدیدی از فن¬آوری تبدیل انرژی از جمله مزارع بادی را وارد سیستم¬های قدرت نموده¬اند که چالش¬های جدیدی را به سیستم تحمیل می¬کنند. در این پایان¬نامه، نیروگاه بادی از منظر پایداری گذرا و سیگنال کوچک مورد مطالعه قرار گرفته است. مودهای مربوط به خود مزرعه بادی و تاثیر پارامترهای کنترلی بر این مودها ارزیابی شده و مقادیر مناسب تعیین شده است. اثرات نیروگاه بادی بر پایداری شبکه چند ماشینه نیز ارزیابی شده و نشان داده شده است که نیروگاه بادی از نوع القایی دوسو تغذیه مشارکت قابل توجهی در مودهای الکترومکانیکی ژنراتورهای سنکرون ندارد. ژنراتور القایی قفس سنجابی نیز مورد مطالعه قرار گرفته و نشان داده می¬شود که از دیدگاه پایداری گذرا، این نوع ژنراتور ضعیف¬تر عمل می¬کند؛ بعلاوه، رابطه¬ای برای زمان بحرانی رفع خطا برای آن محاسبه شده است. روشی نوین و کارآمد برای پخش بار بهینه با در نظر گرفتن قیدهای پایداری گذرا در سیستم پیشنهاد شده است. این روش بر روی دو سیستم آزمون سنجیده شده و نتایج آن با نتایج مراجع جدید مقایسه شده است. بهبود در حجم محاسبات و دقت بالای روش از مزایای این الگوریتم پیشنهادی است. با وجود ویژگی احتمالاتی سرعت وزش باد، مطالعات سیستم قدرت باید اصلاح گردد. از آن جمله پخش بار بهینه احتمالاتی است که در این پایان¬نامه به آن پرداخته می¬شود. بعلاوه، روشی برای کاهش حجم اینگونه محاسبات تشریح و مزایا و معایب آن نمایانده شده است. عدم توانایی ژنراتورهای دارای مبدل الکترونیک قدرت در ایجاد پاسخ اینرسی در سیستم از جمله¬ اثرات سوء توربین¬های بادی در سیستم می¬باشد. افت فرکانس در حالت خروج ناگهانی واحد بزرگ و تغییرات زیاد زاویه¬ روتورها از پیامدهای این واقعیت است. بر این اساس، روشی برای تعیین حد مجاز ظرفیت نیروگاه بادی در شبکه پیشنهاد شده است. واژه¬های کلیدی: پایداری سیگنال کوچک، پایداری گذرا، مود بین ناحیه¬ای و محلی، زمان بحرانی رفع خطا، توربین بادی، پخش بار بهینه
- Abstract
- Fossil fuels are vanishing more rapidly than before and the greenhouse gases are the byproduct. As a solution, the renewable energies have being paid more attention nowadays. These types of energy resources including wind farms (WF) have introduced new energy conversion technologies to the power systems which, in turn, make new challenges for power system operation and control. In this thesis, the WF is studied from the viewpoint of transient stability as well as small signal stability. The eigenvalues corresponding to the WF itself and the impacts of control parameters on these modes are investigated and appropriate values are determined. The impacts of WF on the small signal stability of a multi-machine power system are also investigated and it is shown that a WF based on DFIG technology would not participate in the electromechanical modes of synchronous generators. The SCIG is also studied and it is shown that from the view point of transient stability, this generator’s performance is weaker. Besides, a formula for the CCT of this generator is derived. A novel approach for transient stability constrained optimal power flow is proposed. This method is evaluated on two test systems and the results are compared to recent publications. Improvement in computation time and accuracy of results are some features of this method. Considering the probabilistic nature of wind speed, power system studies have to be modified. Optimal power flow is one the power system studies which is treated in this thesis. Besides, a method for reducing the computation time of these studies is introduced and the beneficial and detrimental features of this method are demonstrated. Inability of generators using power electronic interface to make inertia response is among the detrimental impacts of WF in the system. Frequency drop in case of a large unit outage and large oscillations in rotor angles are the outcomes. Based on these issues, a method for determining the maximum penetration level of WF in the power system is proposed. Keywords: Small signal stability, Transient stability, Inter-area and local modes, Critical clearing time, Wind turbine, Optimal power flow
