عنوان پایان‌نامه
آنالیز وطراحی جبران سازهای دینامیک ولتاژ بین خطی با لینک DC مشترک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2975;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75699;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2975;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75699
- تاریخ دفاع
- ۰۹ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- مسعود شهاب الدینی پاریزی
- استاد راهنما
- سعید افشارنیا, حسین ایمان عینی
- چکیده
- امروزه با افزایش تعداد مصرف‌کنندگان حساس، اهمیت موضوع کیفیت توان بیشتر شده است. یکی از مشکلات عمده کیفیت توان کمبود ولتاژ می‌باشد که جبران‌ساز دینامیک ولتاژ یکی از رایج‌ترین راه‌حل‌ها برای آن است. جبران‌ساز دینامیک ولتاژ به‌صورت سری در شبکه قرار می‌گیرد و با اندازه‌گیری پیوسته ولتاژ سمت شبکه، خطاهای ناشی از کمبود ولتاژ را تشخیص داده و با تزریق ولتاژ آن را رفع می‌کند. به دلیل این‌که پروسه جبرانسازی ولتاژ ممکن است با تزریق توان اکتیو همراه باشد، توانایی یک جبران‌ساز، به خصوص برای جبرانسازی کمبود ولتاژهای با عمق بیشتر و در مدت زمان طولانی‌تر، وابسته به میزان انرژی ذخیره شده در لینک DC آن می‌باشد. برای حل این مشکل می‌توان از تعدادی جبران‌ساز که به فیدرهای مختلف اتصال دارند، استفاده نمود در حالی که کل این جبرانسازها یک لینک DC مشترک دارند. به این ساختار از جبرانسازها، جبران‌ساز دینامیک ولتاژ بین خطی می‌گویند. جبران‌ساز دینامیک ولتاژ بین خطی این توانایی را دارد که توان اکتیو و راکتیو را در بین فیدرهای مستقل، از طریق لینک DC مشترک جابجا نموده و از این طریق به عملکرد جبرانسازی کمک کند. چالش اساسی موجود در مقابل جبران‌سازهای ولتاژ معرفی شده این است که عملکرد و کارایی آن‌ها به شدت وابسته به ضریب‌توان بار می‌باشد. به عنوان مثال این جبرانسازها به هیچ وجه قادر به جبران کمبود ولتاژهایی که بر روی فیدرهای با بار اهمی رخ داده‌اند، نیستند. به منظور فائق آمدن بر این مشکل، در این پایان‌نامه روشی مطرح می‌گردد که علاوه بر حل کردن چالش مطرح شده، می‌تواند ظرفیت جبرانسازی را تحت ضریب‌توان‌های کمتر را نیز تا حد قابل توجه‌ای افزایش دهد. یکی از بخش‌های اصلی جبران‌ساز دینامیک ولتاژ بین خطی، مبدل‌ها می‌باشند. مبدل‌های چندسطحی به دلیل داشتن برتری‌های متعدد نسبت به مبدل‌های دوسطحی معمولی، برای استفاده در جبران‌سازهای دینامیک ولتاژ بین خطی گزینه مناسبی هستند. از میان آرایش‌های متنوع مبدل‌های چندسطحی، آرایش پل متوالی بهترین آرایش برای جبران‌ساز استفاده شده می‌باشد. به همین دلیل در این پایان‌نامه برای اولین بار از مبدل‌های چندسطحی پل متوالی در ساختار جبران‌ساز دینامیک ولتاژ بین خطی استفاده شده است. از طرفی مبدل‌های چندسطحی نسبت به مبدل‌های سنتی به کنترل‌کننده‌های پیچیده‌تری نیاز دارند. کنترل ولتاژ خازن‌های لینک DC در مبدل‌های چندسطحی پل متوالی از مهمترین چالش‌های مرتبط با این نوع ساختار می‌باشد. به همین منظور سعی شده است که در این پایان‌نامه روش کنترلی ساده و جدیدی برای کنترل ولتاژ خازن‌های لینک DC این مبدل‌ها ارائه گردد.
- Abstract
- Nowadays, many efforts are done for power quality improvement. The voltage sag is one of the most significant power quality challenges. Dynamic voltage restorers (DVRs) are series type compensation devices which are used for voltage sag mitigation in the distribution system. This device helps to maintain the load voltage close to the nominal value by injecting a series voltage to the supply network. Voltage sag compensation in the DVR can be achieved by purely reactive power injection or a combination of active and reactive power. But, a limited amount of voltage drop can be compensated by purely reactive power injection; hence, it is necessary to transfer active power from a DC source to the network to compensate deeper sags with long duration. Interline DVR (IDVR) has been proposed to solve this problem. The structure of IDVR consists of several DVRs with a common DC, whereas each DVR has been located in an independent feeder. When one of the DVRs in IDVR structure starts to compensate the voltage sag by absorbing active power from the common DC link, the other ones operate in rectification mode and supply the DC link to maintain its voltage at a certain level. Therefore, this structure can improve voltage sag compensation by exchanging active power between the feeders through DC links. The performance of DVR (or IDVR) reduces at high power factors. For example, a DVR (or IDVR) cannot compensate voltage sags which occur on the feeders with ohmic loads. To overcome this limitation, a topology is proposed in this thesis which not only improves the capacity of IDVR in sag compensation at high power factors, but also improves the ability of compensator to mitigate deep sags at moderate power factors. One of the main components of these compensators is voltage source converter (VSC). Among these converters, the multilevel inverters are more attractive and its application in an IDVR is introduced in this thesis. Among the multilevel topologies, cascaded H-bridge converter is more interested for IDVR topology because of its modular structure, reaching medium output voltage levels using only standard low voltage mature technology components, and the higher reliability. However, the multilevel converters require more complex controllers than traditional converters. Voltage control of DC link capacitors is one of the main challenges in CHB converters. Therefore, in this thesis, a new method is proposed to achieve voltage control and balancing in a simple manner.
